摘 要：文章统计分析了历年来超声检测管道焊缝领域的专利申请，并对专利技术进行技术分解，获得国内外历年申请量、重要申请人分布，并分析了超声检测技术中的超声探头、波型，分析了国内的申请模式。我国在该领域可以做到自给自足，该领域在国内呈现一种企业主导型的状态，展现出一种良好的科研投入-产出-应用的生态。

关键词：超声；管道；焊缝；探头；波型；专利技术

中图分类号：N18

文献标志码：A

文章编号：2095-2945（2018）18-0022-02

作者简介：唐海银（1989-），男，硕士，国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心审查员，主要审查领域为材料的分析检测；蒋佳春（1986-），女，硕士，国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心审查员，主要审查领域为材料的分析检测。

Abstract：In this paper， the patent applications in the field of ultrasonic inspection of pipeline welds in recent years are statistically analyzed，and the technical decomposition of the patent technology is carried out to obtain the number of applications and the distribution of important applicants in the past years at home and ultrasonic probe and wave pattern in ultrasonic testing technology are analyzed， and the application mode in China is country can achieve self-sufficiency in this field， which presents a kind of enterprise-oriented state in our country，and shows a good ecology of scientific research input-output-application.

Keywords：ultrasonic；pipeline；welding seam；probe；wave shape；patented technology

引言

在工业生产中，每年生产的焊接结构约占钢产量的45%[1]。管道焊接结构在核设备、压力容器、石油管道等等许多领域都有广泛的应用。由于焊接工艺的固有缺陷、金属材料的特性，造成焊接结构存在一定的缺陷，影响结构的整体性能，从而导致材料缩短服役寿命甚至发生严重的事故。因而，对焊缝处的质量检测尤为重要。而超声无损检测方法是一种非常方便的检测焊缝质量的方法。

本文重点分析了利用超声波检测管道焊缝的专利技术情况，从该领域的技术演进、专利申请势态、重要申请人等方面进行了分析。本文选取的专利数据源为DWPI和CNABS专利。

1 用超声波检测管道焊缝的专利发展状况

技术分支：

超声检测设备主要由三部分组成：探头设备、信号发生及信号分析装置、辅助设备。由于超声检测设备的上述特点，探头设备是其非常重要的组成部分，因此，在检索的基础上，通过筛选，将研究对象进行划分，获得如表1所示的技术分解表。

表1 技术分解表?

2 利用超声波检测管道焊缝的专利分析

2.1 专利申请量分析

如图1所示，申请量从1967年开始到2005年的年申请量都比较少，从2005年后申请量迅速上升，主要是由于中国申请量的迅速增加导致的。同时，利用超声检测管道焊缝领域的专利申请，国外从1967年就开始，并且一直在稳步地发展，技术比较成熟。而中国的相关专利申请是在1993年才开始，由此可知，中国的超声检测管道焊缝领域的技术起步较晚，但是发展非常迅速。

图1 中国和外国的年度申请量分布

2.2 专利技术分解分析

利用超声检测管道焊缝各技术分支的申请量如图2所示。由图可知，检测波、探头相关技术分支的申请量最多，这两个领域也是本领域比较重要的两个方面，合计占比57%，同时，查扫装置和数据处理相关专利申请量也各占20%。试块的改进是本领域技术含量相对较低的，因而申请量较少。从各技术分支的申请量占比来看，基本上体现了超声无损检测各相关部分的重要性排布。

图2 各技术分支申请量比较

图3 探头的具体类型分布

其中，对于探头部分的专利申请，进行了更加细的技术分支的划分，如图3所示。由图3可知，压电式探头是本领域最传统和最常用的探头。其中压电式探头又可以根据探头中晶片的数量分为单晶、双晶、相控阵等探头，其中，单晶探头是使用最多的压电探头，其次是相控阵探头，应用较少的是双晶探头。单晶探头由于其结构简单，应用单晶压电探头的检测设备造价便宜，因而应用最多；而相控阵探头虽然结构较为复杂，但其有更好的检测灵敏度和精度，以及检测更方便等效果，因而应用也较多。

图4 波型的具体类型分布