基于全聚焦相控阵的机车车轮浅表层裂纹检测方法

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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 全聚焦算法

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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 多模式全聚焦 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 非线性全聚焦 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

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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 全聚焦方法 全矩阵 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 全聚焦超声相控阵 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

6

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 全聚焦 脉冲压缩

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基于全聚焦相控阵超声的叶根槽裂纹检测 被引量：5

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作者 王鹏 王志强 +1 位作者 蔡晖 李东江 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1172-1177,1236,共7页

汽轮机转子受复杂应力和高温的多重作用,常在反T型叶根槽部位产生疲劳裂纹,导致断裂事故。针对此问题,提出全聚焦相控阵超声的检测方法。推导了全聚焦相控阵超声的采集及成像公式,制备了专用试件,在端壁上倒圆(F1区)采用线切割方法预制... 汽轮机转子受复杂应力和高温的多重作用,常在反T型叶根槽部位产生疲劳裂纹,导致断裂事故。针对此问题,提出全聚焦相控阵超声的检测方法。推导了全聚焦相控阵超声的采集及成像公式,制备了专用试件,在端壁上倒圆(F1区)采用线切割方法预制人工缺陷,采用全聚焦相控阵超声检测,并与常规超声进行了对比。结果表明,全聚焦相控阵超声检测精度高,适应性强,具有较好的工程应用价值。 展开更多

关键词 汽轮机转子 反T型叶根槽 裂纹 相控阵超声 全聚焦成像算法

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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

8

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 全聚焦成像

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超声相控阵全聚焦无损检测技术概述 被引量：40

9

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 全聚焦成像 发展 应用

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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

10

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 多模全聚焦法

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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

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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 全聚焦 成像 超声

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基于动态孔径聚焦的L型构件相控阵超声检测 被引量：7

12

作者 徐娜 何方成 周正干 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1000-1006,共7页

由于L型构件界面形状复杂,当采用基于全矩阵数据的全聚焦方法时,声波在试样中的传播路径十分复杂,增加了试样中超声传播时间的计算难度.为了解决上述问题,提出了一种根据实际被测对象并使用全矩阵数据的动态调整聚焦方案的"动态孔... 由于L型构件界面形状复杂,当采用基于全矩阵数据的全聚焦方法时,声波在试样中的传播路径十分复杂,增加了试样中超声传播时间的计算难度.为了解决上述问题,提出了一种根据实际被测对象并使用全矩阵数据的动态调整聚焦方案的"动态孔径聚焦方法";然后,针对L型构件的型面特征,制定了动态孔径聚焦检测方案,并提出了基于Snell定律的声波传播时间计算方法;最后,通过时域有限差分数值仿真方法模拟全矩阵数据,验证了所提出聚焦方法的正确性;定制L型金属试样进行检测实验,检测结果与实际试样参数一致.研究表明:所提出的动态孔径聚焦方法可实现对L型构件的有效检测. 展开更多

关键词 相控阵 超声检测 L型构件 虚拟聚焦 动态孔径

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超声相控阵全聚焦成像算法比较分析 被引量：16

13

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 全矩阵捕获 全聚焦算法 1/2矩阵方法

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圆柱类构件超声相控阵聚焦模型 被引量：1

14

作者 孔惠元 王鉴 +1 位作者 李仰军 韩焱 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第1期213-222,共10页

在利用平面相控阵超声换能器对圆柱类构件检测时,受曲界面结构引起的入射波和回波时延的影响,扫描声束的波阵面产生弯曲,在利用传统迭代遍历算法计算延迟时间时效率低,无法发挥相控阵换能器检测优势。针对上述问题,建立了一种基于圆柱... 在利用平面相控阵超声换能器对圆柱类构件检测时,受曲界面结构引起的入射波和回波时延的影响,扫描声束的波阵面产生弯曲,在利用传统迭代遍历算法计算延迟时间时效率低,无法发挥相控阵换能器检测优势。针对上述问题,建立了一种基于圆柱类构件特征和耦合介质特性的超声相控阵扫描成像的聚焦模型。该模型基于换能器、耦合介质、圆柱类构件材料特性和几何关系以及声线模型和折射定律,建立了耦合介质及被检构件的声速、曲面曲率半径、阵列与曲面间的距离等关联的延迟时间聚焦控制模型。利用该模型计算出的延时时间,对各阵元发射时间进行控制,从而实现扫描声束的聚焦。该文以液体和有机玻璃制介质楔块为例,对圆柱钢曲面的相控阵声束聚焦进行了仿真实验,结果表明该文方法计算效率显著提升,同时声束可以在预设位置实现聚焦,验证了该模型在计算效率上的优势与有效性。 展开更多

关键词 相控阵超声检测 圆柱类构件 聚焦模型

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工业相控阵超声检测与监测系统的发展与挑战 被引量：2

15

作者 纪轩荣 邓樵 +1 位作者 宋永锋 袁懋诞 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1047-1061,1242,共16页

工业相控阵超声检测(phased array ultrasonic testing,简称PAUT)系统能有效遏制潜在的安全风险,在航空航天、特种设备制造及石油化工等关键行业发挥重要的作用。首先,阐述了PAUT系统的信号采集与成像原理,介绍了通用的相控阵检测工艺... 工业相控阵超声检测(phased array ultrasonic testing,简称PAUT)系统能有效遏制潜在的安全风险,在航空航天、特种设备制造及石油化工等关键行业发挥重要的作用。首先,阐述了PAUT系统的信号采集与成像原理,介绍了通用的相控阵检测工艺优化和数据分析方法;其次,分析了近年来PAUT系统的前沿研究进展,涵盖其在非线性超声成像、超声导波、空耦超声、电磁超声和激光超声中的应用;然后,结合PAUT技术与结构健康监测(structural health monitoring,简称SHM),探讨了其在增材制造实时监测、低成本监测及云监测等方面的应用,并将植入式相控阵探头应用在智能材料监测中;最后,讨论了工业相控阵超声检测与监测系统面临的挑战及其向高性能化、智能化、多功能化和柔性化发展的趋势。 展开更多

关键词 超声无损检测 相控阵成像 波束成形 全矩阵采集 结构健康监测

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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

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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 全聚焦成像算法 缺陷识别 有限元 ABAQUS有限元软件

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基于椭圆弧扫描转换的超声波无损检测全聚焦算法 被引量：4

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作者 崔文凯 秦开怀 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2375-2382,共8页

针对超声波无损检测的全聚焦算法(TFM)处理全矩阵数据耗时巨大的问题,本文基于椭圆弧扫描转换提出了一种单层物体超声波无损检测的新全聚焦算法DEA-TFM.相对于传统全聚焦算法的逆向处理过程,新算法结合计算机光栅图形学中的椭圆绘制算法... 针对超声波无损检测的全聚焦算法(TFM)处理全矩阵数据耗时巨大的问题,本文基于椭圆弧扫描转换提出了一种单层物体超声波无损检测的新全聚焦算法DEA-TFM.相对于传统全聚焦算法的逆向处理过程,新算法结合计算机光栅图形学中的椭圆绘制算法,解释了全聚焦算法的计算过程实际上是一个正向处理过程;它将结果图像的绘制和生成转化为椭圆弧的扫描转换操作和叠加;同时对原Bresenham椭圆绘制算法进行扩展,提出了绘制二维任意椭圆的改进算法,使新全聚焦算法能够适用于任意形状的相控阵超声波换能器探头.经过仿真实验证明,新算法和传统算法有着相同的运行结果,但是新算法运行速度有一个数量级的提升. 展开更多

关键词 超声相控阵 无损检测 全聚焦算法 椭圆绘制 正向解释

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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

18

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 全阵列信号采集 全聚焦 相控阵

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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

19

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 全聚焦算法

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基于超声相控阵的全聚焦三维成像 被引量：13

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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 全矩阵数据 全聚焦成像 三维成像

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