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奥氏体不锈钢对接焊缝超声相控阵多模全聚焦成像研究
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作者 李康 陈学东 +3 位作者 范志超 卜阳光 陈喆 程经纬 《压力容器》 北大核心 2025年第2期71-79,共9页
针对奥氏体不锈钢焊缝超声检测难度大、单探头检测易漏检等问题,提出一种基于超声相控阵多模式全聚焦成像的检测方法。通过建立奥氏体不锈钢焊缝仿真模型,分析不同模式下的成像效果,筛选出最优成像视图进行图像融合,并通过试验验证了该... 针对奥氏体不锈钢焊缝超声检测难度大、单探头检测易漏检等问题,提出一种基于超声相控阵多模式全聚焦成像的检测方法。通过建立奥氏体不锈钢焊缝仿真模型,分析不同模式下的成像效果,筛选出最优成像视图进行图像融合,并通过试验验证了该方法的有效性。试验结果表明,采用多模式全聚焦成像融合方法可实现对焊缝检测的全覆盖,能够检测出直径1mm、长度20mm的长横孔缺陷,横向位置偏差在1mm以内,缺陷定位精确,同时缺陷相关显示大幅减少。该研究可为奥氏体不锈钢焊缝的超声检测提供重要的理论依据和技术支持,对提高工程检测的可靠性和检测效率具有重要意义。 展开更多
关键词 超声相控阵 多模式聚焦 图像融合 奥氏体不锈钢 焊缝
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基于超声扩散场信号的近场缺陷非线性全聚焦成像
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作者 张海燕 黄强 +2 位作者 张辉 朱文发 朱琦 《声学技术》 北大核心 2025年第2期196-202,共7页
文章提出一种基于扩散场信息的非线性全聚焦方法 (nonlinear total focusing method, NTFM),解决了超声相控阵近场处缺陷检测时,受盲区影响造成横向分辨率低的问题。在对锆合金板缺陷进行检测时,靠近超声相控阵探头的缺陷信号淹没在盲... 文章提出一种基于扩散场信息的非线性全聚焦方法 (nonlinear total focusing method, NTFM),解决了超声相控阵近场处缺陷检测时,受盲区影响造成横向分辨率低的问题。在对锆合金板缺陷进行检测时,靠近超声相控阵探头的缺陷信号淹没在盲区中。所提方法利用信号间的空间相干性,实现对噪声的抑制,达到削弱盲区的目的。利用中心频率为0.5、1 MHz的线形相控阵探头激发兰姆波,对两块带有通孔缺陷的锆合金板进行实验,获得直接采集信号与扩散场信号。对扩散场信号互相关处理后得到重建信号,将重建信号与直接采集信号结合得到混合信号。对混合信号进行NTFM成像,实现缺陷的可视化图像。实验结果表明:与传统全聚焦成像法相比,NTFM成像抑制了伪像,提高了成像质量,降低了漏检率。文中提出的方法为提高薄板材料近场处缺陷成像的横向分辨率提供了新思路。 展开更多
关键词 超声相控阵 扩散场 非线性聚焦 兰姆波
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管道超声相控阵全聚焦成像仿真及算法优化 被引量:4
3
作者 张鑫宇 范惜梅 +2 位作者 李忠虎 李靖 王金明 《电子测量技术》 北大核心 2024年第6期151-156,共6页
针对厚壁管道内部缺陷识别困难、可视化差等问题,提出基于超声相控阵理论和全聚焦算法对厚壁管道内部缺陷进行图像重构。并针对全聚焦成像效率低的缺点,采用有限元法对外径为550 mm,壁厚为65 mm的厚壁管道超声相控阵全聚焦成像进行仿真... 针对厚壁管道内部缺陷识别困难、可视化差等问题,提出基于超声相控阵理论和全聚焦算法对厚壁管道内部缺陷进行图像重构。并针对全聚焦成像效率低的缺点,采用有限元法对外径为550 mm,壁厚为65 mm的厚壁管道超声相控阵全聚焦成像进行仿真,模拟缺陷检测过程和成像结果,并使用稀疏矩阵对算法进行优化。结果表明:在基本满足成像质量要求的情况下,采用激发中心频率为5 MHz,阵元宽度为0.5 mm,阵元间距为1 mm,阵元数量为32时,稀疏激发矩阵比全矩阵全聚焦成像效率提高了74.81%,有效提高了成像速度,满足全聚焦快速成像的需求。 展开更多
关键词 厚壁管道 超声相控阵 聚焦方法 矩阵 稀疏矩阵
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压力管道内表面点腐蚀全聚焦相控阵成像研究与评价
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作者 徐佳敏 钱盛杰 +3 位作者 黄焕东 陈文飞 张皓琦 孔凡玉 《锅炉技术》 北大核心 2025年第2期46-50,共5页
针对压力管道内表面点腐蚀缺陷检测困难、成像精度差等问题,使用全聚焦相控阵技术开展研究并进一步讨论探头参数对其成像能力的影响及其探头优化方法。通过CIVA仿真软件研究相控阵探头激发晶片数量、阵元宽度和激发频率对成像的影响,并... 针对压力管道内表面点腐蚀缺陷检测困难、成像精度差等问题,使用全聚焦相控阵技术开展研究并进一步讨论探头参数对其成像能力的影响及其探头优化方法。通过CIVA仿真软件研究相控阵探头激发晶片数量、阵元宽度和激发频率对成像的影响,并以应用性为导向进一步提出使用模糊综合评价法从缺陷形貌还原程度、性价比、测量深度和直径的准确性四方面定量评价缺陷成像图,辅助获取探头最佳参数。结果表明:在一定条件下,探头激发晶片的数量和激发频率的高低与成像效果成正比,阵元宽度的大小与成像效果成反比,使用全聚焦相控阵检测方法可以较好还原内表面点腐蚀缺陷;使用模糊综合评价法可以实现对成像图的定量评价。仿真得出的结论及这种将仿真与评价相结合的方法将有助于提升探头选择效率,提高所选探头的准确性和应用性,进一步助力检测工作开展,保障管道安全运行。 展开更多
关键词 聚焦超声相控阵 点腐蚀 CIVA仿真 缺陷响应 模糊综合评价
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超声导波相控阵脉冲压缩全聚焦缺陷成像方法 被引量:1
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作者 许才彬 左浩 陈一馨 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期50-57,82,共9页
针对超声导波缺陷成像中存在的入射信号能量低、缺陷成像分辨率不足等成像质量不高的问题,提出了一种超声导波相控阵脉冲压缩全聚焦缺陷成像方法。首先在长时宽、大带宽线性调频信号激励下,基于超声导波相控阵列逐元激励模式,获取被测... 针对超声导波缺陷成像中存在的入射信号能量低、缺陷成像分辨率不足等成像质量不高的问题,提出了一种超声导波相控阵脉冲压缩全聚焦缺陷成像方法。首先在长时宽、大带宽线性调频信号激励下,基于超声导波相控阵列逐元激励模式,获取被测结构的全矩阵捕获数据;然后对各响应信号做匹配滤波,对长时宽响应信号波包进行脉冲压缩;接着采用虚拟时间反转法,对脉冲压缩后所得信号进行频散和幅值补偿,以消除大带宽导致的信号相位畸变和因波扩散传播而导致的幅值下降,从而获得无相位畸变的窄时宽信号波包;最后设计了同时包含信号相位和幅值信息的成像指标,进行加权全聚焦成像。在含裂纹、表面缺陷的碳钢板中进行了超声导波缺陷成像试验,结果表明,该方法可以实现单缺陷/双缺陷的高质量成像。 展开更多
关键词 超声导波 缺陷成像 相控阵 聚焦 脉冲压缩
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基于改进稀疏表示的高衰减厚壁结构超声相控阵全聚焦成像 被引量:2
6
作者 周至伟 饶静 牛伟 《仪器仪表学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期246-255,共10页
针对常规超声相控阵在检测高衰减厚壁结构中存在的缺陷特征提取较难和信噪比较低的问题,采用了一种基于改进稀疏表示的超声信号处理方法来解决以上问题。首先对超声全矩阵捕捉数据进行预处理获得分段信号及其对应的时频参数。基于分段... 针对常规超声相控阵在检测高衰减厚壁结构中存在的缺陷特征提取较难和信噪比较低的问题,采用了一种基于改进稀疏表示的超声信号处理方法来解决以上问题。首先对超声全矩阵捕捉数据进行预处理获得分段信号及其对应的时频参数。基于分段信号的时频参数,构造出自适应Gabor子字典,再利用改进的支持匹配追踪算法对分段信号进行稀疏分解与重构。与常规正交匹配追踪算法相比,该改进支持匹配追踪算法结合了自适应Gabor子字典和l_(p)范数(0<p<1)。自适应Gabor子字典通过优化字典原子以更好地匹配信号特性,而l_(p)范数则提供了一种更灵活的稀疏度测量方式,这使得该算法能够在紧凑的字典上更精确地重构超声信号,提高了重构信号的质量。最后,对处理后的全矩阵捕捉数据采用常规全聚焦成像算法实现超声成像。实验结果表明,改进稀疏表示能够准确提取缺陷信号和提高信噪比,提高了高衰减厚壁结构内部缺陷超声图像质量。 展开更多
关键词 高衰减厚壁结构 超声检测 信号处理 稀疏表示 聚焦成像
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超声相控阵全聚焦成像技术倾斜裂纹定量模拟 被引量:7
7
作者 潘峥 张邦杰 +2 位作者 汪洪量 朱国胜 郭涛 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第4期36-41,共6页
利用超声B扫描图像对裂纹长度定量时,由于采用整体发射-接收的方式从单侧接收缺陷回波信号,导致图像中裂纹上、下端回波的时间差随裂纹倾角变化,引起较大的定量误差。为克服上述不足,该文采用一种基于全阵列信号采集(full matrix captur... 利用超声B扫描图像对裂纹长度定量时,由于采用整体发射-接收的方式从单侧接收缺陷回波信号,导致图像中裂纹上、下端回波的时间差随裂纹倾角变化,引起较大的定量误差。为克服上述不足,该文采用一种基于全阵列信号采集(full matrix capture,FMC)的超声相控阵成像技术。该技术利用独立发射-接收阵元组合从多个方位采集包含更多缺陷特征的全阵列信号,借助全聚焦(total focusing method,TFM)成像算法实现成像区域中每一个点的虚拟聚焦,进而通过高分辨率图像显示裂纹上、下尖端的实际位置,以直观、准确地确定裂纹的长度和倾角。对厚度25 mm碳钢中长度3.0 mm的–75°、–60°、–45°、–30°、–15°、0°底面开口裂纹进行TFM成像和定量数值模拟。结果表明,TFM成像的倾斜裂纹定量精度优于B扫描成像。 展开更多
关键词 超声 倾斜裂纹 定量 阵列信号采集 聚焦 相控阵
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基于全聚焦相控阵的机车车轮浅表层裂纹检测方法
8
作者 杨兴宽 潘碧琳 +3 位作者 黄永巍 李立凡 赵光波 黄浩 《中国铁路》 北大核心 2025年第2期81-88,共8页
针对机车不落轮旋修时,车轮浅表层缺陷难以检测、缺陷深度难以准确测量的问题,提出基于全聚焦算法(Total Focusing Method,TFM)的相控阵超声检测方法。根据不落轮旋修工位特点及检测需求设计工艺参数,通过CIVA仿真建模验证TFM对浅表层... 针对机车不落轮旋修时,车轮浅表层缺陷难以检测、缺陷深度难以准确测量的问题,提出基于全聚焦算法(Total Focusing Method,TFM)的相控阵超声检测方法。根据不落轮旋修工位特点及检测需求设计工艺参数,通过CIVA仿真建模验证TFM对浅表层裂纹检测成像的可行性和准确性,利用人工试块检测,研究不同角度和深度裂纹的回波特性,仿真和人工试块实验中裂纹深度的检测误差均可控制在7.00%以下,表明该方法可有效检测车轮中的浅表层裂纹。应用于某机务段机车不落轮旋修工位的实测中发现,经旋修证实共有9片车轮含浅表层裂纹,且最小裂纹深度为1.80 mm,裂纹深度检测误差平均值为0.63 mm,表明该方法检测盲区至少可缩小至踏面下1.80 mm,与现行标准5.00 mm相比缩小了64.00%。结果表明,该检测方法可准确检测机车车轮浅表层裂纹并定位深度,可为机车检修效率提高、经济性旋修模型优化提供技术支持。 展开更多
关键词 机车车轮 不落轮旋修 裂纹检测 相控阵超声检测 聚焦算法
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缺陷散射对相控阵超声全聚焦成像的影响研究 被引量:19
9
作者 周进节 郑阳 +1 位作者 张宗健 谭继东 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期454-461,共8页
相控阵超声全聚焦成像充分利用了检测信号,具有成像精度高、可进行缺陷识别等特点,是未来最具应用前景的相控阵成像算法之一。然而,目前相控阵超声全聚焦成像仍不能实现缺陷的高分辨率成像,无法对缺陷进行准确的定性、定量分析。为此,... 相控阵超声全聚焦成像充分利用了检测信号,具有成像精度高、可进行缺陷识别等特点,是未来最具应用前景的相控阵成像算法之一。然而,目前相控阵超声全聚焦成像仍不能实现缺陷的高分辨率成像,无法对缺陷进行准确的定性、定量分析。为此,采用有限元仿真相控阵传感器的全阵列采集(FMC)过程,在全矩阵数据的基础上设计全聚焦成像程序,对圆孔和裂纹两种典型缺陷进行TFM成像,研究典型缺陷的TFM成像规律,从缺陷散射的角度分析影响相控阵超声全聚焦成像的因素。结果表明,实际检测中相控阵超声传感器只能接收到缺陷的部分散射信息,而相控阵超声在缺陷处的散射场分布与缺陷的类型、尺寸、角度及入射波类型、入射角度等因素有关,因此能否接收到缺陷散射的主要能量是影响全聚焦成像精度的关键。 展开更多
关键词 相控阵 散射 聚焦 成像 超声
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超声相控阵全聚焦成像算法比较分析 被引量:16
10
作者 张杰 莫润阳 《声学技术》 CSCD 北大核心 2021年第1期71-76,共6页
先进的成像算法推动了超声相控阵技术的发展,全聚焦方法(Total Focusing Method,TFM)是一种基于全矩阵捕获的虚拟聚焦后处理及缺陷图像重构算法。文章基于一维线阵相控阵纵波探头全矩阵数据模式,利用Matlab软件结合Field II自带开源函... 先进的成像算法推动了超声相控阵技术的发展,全聚焦方法(Total Focusing Method,TFM)是一种基于全矩阵捕获的虚拟聚焦后处理及缺陷图像重构算法。文章基于一维线阵相控阵纵波探头全矩阵数据模式,利用Matlab软件结合Field II自带开源函数包编写了算法程序,比较了TFM和1/2矩阵方法成像效果并对缺陷分辨率影响因素进行分析,最后用标准试块对算法进行实验验证。仿真结果表明,TFM和1/2矩阵方法都能用于缺陷重构且效果无明显差异,激励脉冲的宽度和频率对图像分辨率影响较大;实验表明,1/2矩阵的成像方法虽可有效降低计算数据量,但同时也丢失了检测区边缘处缺陷的部分信息,因而成像效果较TFM稍差。 展开更多
关键词 超声相控阵 矩阵捕获 聚焦算法 1/2矩阵方法
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搅拌摩擦焊焊缝阵列超声全聚焦成像检测技术 被引量:4
11
作者 王飞 赵彦龙 +2 位作者 危荃 周正干 李文涛 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期88-92,共5页
针对航天薄壁铝合金搅拌焊焊缝的高精度、高分辨率检测应用需求,开展了阵列超声全聚焦成像检测技术研究。基于斜楔块耦合下横波多次反射全聚焦优化算法搭建了阵列超声检测系统,利用该系统对厚度为6 mm搅拌摩擦焊焊缝不同位置处的Φ0.35... 针对航天薄壁铝合金搅拌焊焊缝的高精度、高分辨率检测应用需求,开展了阵列超声全聚焦成像检测技术研究。基于斜楔块耦合下横波多次反射全聚焦优化算法搭建了阵列超声检测系统,利用该系统对厚度为6 mm搅拌摩擦焊焊缝不同位置处的Φ0.35 mm横孔进行了相控阵超声扇形扫描成像和阵列超声全聚焦成像检测对比试验。试验结果表明,两种方法均能够有效检测出焊缝中心或热力影响区的横孔,但阵列超声全聚焦成像检测技术在信噪比和纵向分辨力方面更具优势,该技术的发展为航天领域复杂构件高精度、高分率、高可靠性检测难题的解决提供了新的思路和途径。 展开更多
关键词 搅拌摩擦焊 阵列超声 聚焦成像
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超声相控阵全聚焦无损检测技术概述 被引量:40
12
作者 章东 桂杰 周哲海 《声学技术》 CSCD 北大核心 2018年第4期320-325,共6页
超声相控阵全聚焦成像技术基于接收信号后处理的思想,对检测回波数据进行离线分析成像,是超声检测领域里的一项新技术。因其成像分辨率高、覆盖面广、对小缺陷灵敏度高等优势,在航空航天、高铁、石油管道、核电站等工业领域已有初步应... 超声相控阵全聚焦成像技术基于接收信号后处理的思想,对检测回波数据进行离线分析成像,是超声检测领域里的一项新技术。因其成像分辨率高、覆盖面广、对小缺陷灵敏度高等优势,在航空航天、高铁、石油管道、核电站等工业领域已有初步应用。文章介绍了全聚焦成像技术的检测原理及优缺点,介绍了其国内外发展历程,总结了研究热点及发展趋势。 展开更多
关键词 超声相控阵 聚焦成像 发展 应用
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相控阵超声全聚焦成像算法的有限元仿真研究 被引量:9
13
作者 池强强 胡明慧 《声学技术》 CSCD 北大核心 2020年第2期176-183,共8页
基于超声相控阵基本理论和全聚焦成像算法(Total Focus Method,TFM),以30 mm厚的Q235钢板中的孔缺陷检测为研究对象,使用ABAQUS有限元软件,建立了相控阵TFM有限元检测模型。根据模拟结果,在MATLAB软件中编写了相控阵TFM成像算法。同时,... 基于超声相控阵基本理论和全聚焦成像算法(Total Focus Method,TFM),以30 mm厚的Q235钢板中的孔缺陷检测为研究对象,使用ABAQUS有限元软件,建立了相控阵TFM有限元检测模型。根据模拟结果,在MATLAB软件中编写了相控阵TFM成像算法。同时,采用超声多通道实验平台,对构建的TFM有限元检测模型和编写的相控阵TFM算法进行实验验证。实验结果与有限元模拟结果有较好的一致性。 展开更多
关键词 超声相控阵 聚焦成像算法 缺陷识别 有限元 ABAQUS有限元软件
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楔块耦合的碳纤维增强复合材料褶皱缺陷全聚焦成像 被引量:2
14
作者 张海燕 黄强 +2 位作者 张辉 朱文发 朱琦 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第5期1035-1043,共9页
褶皱是碳纤维增强复合材料中最主要的缺陷类型之一,当使用超声相控阵对复合材料薄板进行检测时,由于采集系统非线性效应和电子串扰等干扰会引发盲区现象,掩盖了薄板内的褶皱信息。为削弱盲区影响,考虑在相控阵与复合材料薄板(小于10 mm... 褶皱是碳纤维增强复合材料中最主要的缺陷类型之一,当使用超声相控阵对复合材料薄板进行检测时,由于采集系统非线性效应和电子串扰等干扰会引发盲区现象,掩盖了薄板内的褶皱信息。为削弱盲区影响,考虑在相控阵与复合材料薄板(小于10 mm)之间增加楔块,提出楔块耦合的最短路径射线追踪全聚焦方法。基于费马原理与斯涅耳定律,建立楔块耦合的多层介质超声波传播模型;制备含褶皱缺陷的碳纤维增强复合材料试样,搭建超声相控阵数据采集系统,采集全矩阵数据;将楔块耦合的最短路径射线追踪全聚焦方法和传统全聚焦方法的成像效果进行对比。结果表明,基于楔块耦合的最短路径射线追踪全聚焦方法能减小试样表面盲区深度,修正声时偏差,削弱盲区影响,恢复出试样内的褶皱缺陷。相比传统全聚焦方法,纤维褶皱长度、褶皱顶部高度、褶皱角度这3个参数表征的精准程度分别提高了5.9%、4.1%、4.2%。该文为碳纤维增强复合材料薄板褶皱缺陷的检测提供了新思路。 展开更多
关键词 超声相控阵 聚焦方法 最短路径射线追踪 碳纤维增强复合材料 褶皱
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改进型密集阵列全聚焦成像算法的碳纤维复合材料板损伤定位研究 被引量:2
15
作者 刘增华 王美灵 +2 位作者 朱艳萍 鲁朝静 何存富 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期120-132,共13页
本文针对各向异性碳纤维复合材料板的损伤定位问题,提出改进型密集阵列全聚焦成像方法。首先,考虑碳纤维复合材料板的各向异性,通过实验分析超声导波在板中的传播特性,得到沿不同传播方向的群速度值。其次,对密集型传感器阵列的参数进... 本文针对各向异性碳纤维复合材料板的损伤定位问题,提出改进型密集阵列全聚焦成像方法。首先,考虑碳纤维复合材料板的各向异性,通过实验分析超声导波在板中的传播特性,得到沿不同传播方向的群速度值。其次,对密集型传感器阵列的参数进行分析和优化研究,分别对不同阵列参数即阵元间距和阵元数量进行指向性函数的数值分析,优化阵列的参数,以保证阵列主瓣较窄、旁瓣较低且无栅瓣。然后,提出了一种考虑碳纤维复合材料板各向异性的改进型密集传感器阵列板结构缺陷定位算法。使用超声导波在碳纤维复合材料板中沿不同传播方向的群速度值,对全聚焦算法进行修正,并利用虚拟聚焦原理对板结构进行全聚焦成像。最后,通过布置碳纤维复合材料孔洞损伤实验,对基于密集阵列全聚焦成像方法的定位精度进行分析。实验结果表明,改进型密集阵列全聚焦成像算法的定位精度为1.00 mm,相较于使用单一群速度值,该方法在定位孔洞损伤缺陷时具有更高的精度。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 超声导波 密集阵列 聚焦成像算法
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基于超声相控阵的全聚焦三维成像 被引量:13
16
作者 刘文婧 秦华军 +1 位作者 王建国 王少锋 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第12期26-28,35,共4页
针对传统超声相控阵二维检测图谱缺陷信息单一的问题,为更加直观反映缺陷在三维空间中的形态及尺寸等信息,采用带有位置编码器的一维线阵探头,通过分层切片处理与全聚焦算法相结合的方法,借助MATLAB软件平台及采集的全矩阵数据,绘制出... 针对传统超声相控阵二维检测图谱缺陷信息单一的问题,为更加直观反映缺陷在三维空间中的形态及尺寸等信息,采用带有位置编码器的一维线阵探头,通过分层切片处理与全聚焦算法相结合的方法,借助MATLAB软件平台及采集的全矩阵数据,绘制出一系列带有位置信息的全聚焦图像,并利用增益处理技术进行图像优化。在此基础上,根据图像在三维空间中的真实位置信息,利用等值面法及图像的二值化处理完成缺陷的三维重构,实现了基于一维线性阵列的超声相控阵三维成像。研究结果表明:该方法能够在空间上实现对被检测区域的直观显示,获得缺陷的高质量三维成像,使得缺陷的形态及位置等信息更加丰富。 展开更多
关键词 超声相控阵 矩阵数据 聚焦成像 三维成像
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接管焊缝超声相控阵多模全聚焦检测技术 被引量:19
17
作者 卜阳光 程经纬 +1 位作者 陈炜 李开亚 《压力容器》 北大核心 2023年第3期1-6,共6页
接管角焊缝是承压设备的关键部位,也是易于出现危害性缺陷的薄弱环节,因此,针对该薄弱区域的定期检测非常重要。相对于传统超声无损检测,超声相控阵全聚焦对焊缝内部缺陷的定位和定量具有优势。提出了一种针对焊缝内部缺陷的超声相控阵... 接管角焊缝是承压设备的关键部位,也是易于出现危害性缺陷的薄弱环节,因此,针对该薄弱区域的定期检测非常重要。相对于传统超声无损检测,超声相控阵全聚焦对焊缝内部缺陷的定位和定量具有优势。提出了一种针对焊缝内部缺陷的超声相控阵全聚焦方法,将多模成像方法应用于小口径接管焊缝的缺陷检测,实现对焊缝内部缺陷的有效检出。同时,根据检测对象的实际尺寸,通过智能算法计算声束入射参数,选择最佳成像区域,获得了一种有效区域多模融合成像方法。试验结果表明,本方法可检出直径为0.53 mm的角焊缝内部气孔缺陷,相对于单视图成像和普通超声能够有效提高缺陷定量和定位的准确性。 展开更多
关键词 接管角焊缝 无损检测 超声相控阵 焊缝缺陷 多模聚焦
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基于粒子群算法的稀疏阵列超声相控阵全聚焦成像 被引量:9
18
作者 沈晓炜 《应用声学》 CSCD 北大核心 2020年第3期354-359,共6页
为降低相控阵超声检测全聚焦算法的成像数据量及阵列稀疏优化的计算时间,研究了一种用于稀疏阵列全聚焦成像的阵列优化算法,并通过实验对其成像效果进行了验证。针对目前超声相控阵检测的全矩阵采集数据量大、全聚焦算法成像时间长的难... 为降低相控阵超声检测全聚焦算法的成像数据量及阵列稀疏优化的计算时间,研究了一种用于稀疏阵列全聚焦成像的阵列优化算法,并通过实验对其成像效果进行了验证。针对目前超声相控阵检测的全矩阵采集数据量大、全聚焦算法成像时间长的难点,该文通过构建稀疏阵列,在保证成像质量的同时显著降低成像数据量,提高了全聚焦算法的成像效率。通过以主瓣宽度、旁瓣峰值以及主瓣峰值作为约束条件构建适应度函数,采用粒子群算法得到稀疏阵元位置分布并进行阵元权重修正,并将其用于稀疏全聚焦成像。相比全阵元成像,使用粒子群算法所得的稀疏阵列的阵元个数降低了56.25%、65.62%,数据使用量降低了80.86%、88.18%。在阵列优化方面,相比遗传算法减少了84.86%的计算时间。 展开更多
关键词 稀疏阵列 粒子群算法 相控阵超声检测 聚焦算法
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超声相控阵全聚焦成像优化算法有限元仿真研究 被引量:2
19
作者 梅曜华 《农业装备与车辆工程》 2022年第10期158-162,共5页
先进的后处理成像算法能够极大地推动超声无损检测在工业检测中的应用。以Acrylic模型中二维分布的圆孔缺陷为检测对象,使用PZFlex有限元软件建模,MATLAB编写后处理算法程序,研究全聚焦算法、1/2矩阵算法和时域拓扑能量算法,比较图像重... 先进的后处理成像算法能够极大地推动超声无损检测在工业检测中的应用。以Acrylic模型中二维分布的圆孔缺陷为检测对象,使用PZFlex有限元软件建模,MATLAB编写后处理算法程序,研究全聚焦算法、1/2矩阵算法和时域拓扑能量算法,比较图像重建质量、成像效率以及分辨率,并结合网格重构、插值算法和-6dB处理法进一步优化全聚焦算法的图像重建质量和成像效率。结果显示,改进后的全聚焦成像算法比TFM算法的成像效率和分辨率分别提高50%和42.8%,具有很大的应用潜力。 展开更多
关键词 超声相控阵 聚焦成像算法 1/2矩阵算法 时域能量拓扑 有限元仿真
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基于Omega-K算法的快速全聚焦超声成像研究 被引量:24
20
作者 陈尧 冒秋琴 +2 位作者 陈果 石文泽 卢超 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期128-134,共7页
针对现有超声全聚焦技术难以实时成像的问题,提出基于w-k算法的快速全聚焦技术。首先将用于全聚焦方法(TFM)成像的三维全矩阵数据分解为N个二维子矩阵;利用快速傅里叶变换,将1~N号子矩阵由时域I(t,x)转换为频域D(kZ,kx);基于w-k... 针对现有超声全聚焦技术难以实时成像的问题,提出基于w-k算法的快速全聚焦技术。首先将用于全聚焦方法(TFM)成像的三维全矩阵数据分解为N个二维子矩阵;利用快速傅里叶变换,将1~N号子矩阵由时域I(t,x)转换为频域D(kZ,kx);基于w-k算法构建波数迁移因子F(kZ,kx),对D(kZ,kx)进行加权得到ID(kx,kz),实现频域中的声束聚焦;通过快速傅里叶逆变换得到子矩阵聚焦图像,并将其进行图像融合,最终获得全聚焦图像。结果表明,单核测试条件下,快速全聚焦方法获得具有200×300像素点的64阵元图像所需平均时间仅为0.65 s,而常规全聚焦算法需要1 467.36 s。综上,基于ω-k算法的全聚焦技术具有成像速度快、对硬件要求低等优点,为实时的高精度在线无损检测提供了一种可行方法。 展开更多
关键词 聚焦方法 ω-k算法 超声 快速 成像
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