Lamb波全聚焦成像的薄板结构损伤识别方法

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作者 王高平 李致远 +1 位作者 关可庆 苑东旭 《武汉工程大学学报》 2025年第1期80-84,92,共6页

针对大型各向同性板状结构在使用过程中易出现疲劳、裂纹,从而导致工程结构被破坏的问题,提出了一种针对板状结构损伤识别的Lamb波全聚焦成像方法,将相位相干算法应用于结构的缺陷检测以增强成像的信噪比和分辨率。首先根据COMSOL仿真... 针对大型各向同性板状结构在使用过程中易出现疲劳、裂纹,从而导致工程结构被破坏的问题,提出了一种针对板状结构损伤识别的Lamb波全聚焦成像方法,将相位相干算法应用于结构的缺陷检测以增强成像的信噪比和分辨率。首先根据COMSOL仿真分析得出实验的可行性,通过对回波信号进行延时处理,扩大损伤点信号幅值的贡献,在MATLAB软件中对单个和多个圆形通孔损伤进行识别成像。结果表明,Lamb波全聚焦成像方法能够对损伤进行识别,且在相位相干成像算法的加权下,有效抑制结构噪声的影响,提高了信噪比并且对多个相邻损伤的分辨能力得到了加强,最大误差率不超过4.1%,达到提高板状结构损伤检测能力的目的。 展开更多

关键词 LAMB波 薄板结构 损伤检测 全聚焦成像方法 相位相干

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大型螺栓阵列超声全聚焦成像的场能强化算法研究

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作者 曾广栋 姬升阳 +4 位作者 毛延翩 冉毅川 朱斌 韩松 东蕊 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第6期1406-1411,共6页

大型螺栓大多用于连接需要承受重载和剧烈振动的构件,由于处于关键承载位置,其可靠性和稳定性对于工业结构的安全至关重要。阵列超声全聚焦成像能够提供高灵敏度、高分辨率的三维成像,为螺栓监测/检测提供了更好的质量和可靠性评价能力... 大型螺栓大多用于连接需要承受重载和剧烈振动的构件,由于处于关键承载位置,其可靠性和稳定性对于工业结构的安全至关重要。阵列超声全聚焦成像能够提供高灵敏度、高分辨率的三维成像,为螺栓监测/检测提供了更好的质量和可靠性评价能力。但对于大型螺栓监测/检测而言,由于常规全聚焦方法使用单个阵元发射,造成在远离探头的部分超声能量较小,检测灵敏度下降。针对上述问题,提出了一种多反射场能量叠加强化的方法,针对所有反射能量场进行场能重建,将多层声场能量累加,使得缺陷处的信号增强。实验结果表明,随着声场能量层数增加,缺陷处的信号逐步增强,缺陷信噪比提高,可以检出常规全聚焦方法无法检出的小缺陷,证明该方法可以有效提高对微小缺陷的检测能力,提高全聚焦技术对螺栓的检测深度。 展开更多

关键词 成像监测 全聚焦方法 信号增强 大型螺栓

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基于全矩阵数据的非线性超声相控阵成像

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作者 于赛坤 王露 +4 位作者 丁湘燕 林琦 毛壮志 胡宁 毕晓阳 《河北工业大学学报》 CAS 2024年第6期13-23,共11页

早期损伤阶段微裂纹的检测对及时掌握材料结构力学性能和提前补救非常重要,然而现有的缺陷成像方法难以检测毫米级以下的微裂纹。基于微裂纹诱发超声非线性效应的机理,通过数值模拟方法论证了非线性超声相控阵全聚焦成像技术可实现毫米... 早期损伤阶段微裂纹的检测对及时掌握材料结构力学性能和提前补救非常重要,然而现有的缺陷成像方法难以检测毫米级以下的微裂纹。基于微裂纹诱发超声非线性效应的机理,通过数值模拟方法论证了非线性超声相控阵全聚焦成像技术可实现毫米级以下微裂纹的成像。研究结果表明:首先,超声波与微裂纹相互作用会引起微裂纹的呼吸效应,其诱发超声非线性效应(二次谐波)可被相控阵阵元接收;其次,非线性超声相控阵成像中的二次谐波信号符合叠加原理;最终,非线性超声相控阵成像技术实现了对毫米级以下微裂纹的成像。研究结果对厘清非线性超声相控阵成像微裂纹的机理具有重要意义,可为非线性超声相控阵成像的理论研究提供新思路和基础。 展开更多

关键词 微裂纹 非线性相控阵 二次谐波 全聚焦成像

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基于灰狼算法的轨道交通钢轨缺陷的稀疏全聚焦成像方法

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作者 钱鲁斌 吴鸿博 +2 位作者 高春翔 韦正波 邢宇辉 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第3期120-124,共5页

[目的]采用超声相控阵技术可实现轨道交通钢轨缺陷的高精度成像检测,但广泛应用的全矩阵捕获全聚焦成像方法存在计算耗时长、实时性不高的缺点。为缩短成像计算时间,采用稀疏矩阵替代全矩阵进行超声成像,但传统智能优化算法在解决稀疏... [目的]采用超声相控阵技术可实现轨道交通钢轨缺陷的高精度成像检测,但广泛应用的全矩阵捕获全聚焦成像方法存在计算耗时长、实时性不高的缺点。为缩短成像计算时间,采用稀疏矩阵替代全矩阵进行超声成像,但传统智能优化算法在解决稀疏阵列设计问题时存在收敛慢、易陷入局部最优的问题。为提高收敛性能和全局搜索能力,提出基于灰狼算法的轨道交通钢轨缺陷的稀疏全聚焦成像方法。[方法]对优化算法下的稀疏阵列性能进行了分析;利用超声相控阵仪器在钢轨试样上采集超声信号,通过稀疏矩阵进行全聚焦成像,以分析成像质量和成像时间。[结果及结论]利用优化算法得到的稀疏阵列具有较高的旁瓣抑制力,PSL(峰值旁瓣水平)可达到-12.83 dB;当PSL阈值为-6 dB时,稀疏阵列主瓣宽度与全阵列2.8°的主瓣宽度相当;稀疏率为75%时,钢轨成像性能指标质量接近全阵列,成像时间缩短了56.35%。 展开更多

关键词 轨道交通 钢轨缺陷 稀疏全聚焦成像方法 灰狼算法

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复杂结构焊缝缺陷双线阵全聚焦超声成像方法 被引量：5

5

作者 周正干 滕利臣 李洋 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2407-2413,共7页

某型航空发动机高温合金盘由涡轮盘本体和外层整体叶片环焊接而成,采用常规单通道超声方法检测焊接面缺陷时,存在检测分辨率低、信噪比差等问题,为此,提出了一种采用两组线性阵列换能器的检测方案。利用全聚焦方法(TFM)对焊接面缺陷进... 某型航空发动机高温合金盘由涡轮盘本体和外层整体叶片环焊接而成,采用常规单通道超声方法检测焊接面缺陷时,存在检测分辨率低、信噪比差等问题,为此,提出了一种采用两组线性阵列换能器的检测方案。利用全聚焦方法(TFM)对焊接面缺陷进行成像表征,与常规全聚焦方法不同,阵列孔径和波形模式均能随检测深度动态变化,其最优参数通过理论仿真确定。制备了含预埋缺陷的航空发动机高温合金盘试样,开展了检测实验。结果表明:提出的双线阵全聚焦超声成像方法能有效提高高温合金盘未焊合面积型缺陷的检测能力,是一种可行的检测方案。 展开更多

关键词 双线性阵列换能器 全聚焦(tfm)成像 高温合金盘 面积型缺陷 声学仿真

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超声相控阵全聚焦成像算法比较分析 被引量：14

6

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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空间变化PSF图像复原技术的研究现状与展望 被引量：14

7

作者 冯华君 陶小平 +2 位作者 赵巨峰 李奇 徐之海 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期1-7,共7页

空间变化PSF(Space-variant Point Spread Function,SVPSF)图像,即物空间各点的退化随位置的改变而改变的图像,由于其复原技术涉及到多个甚至海量PSF的提取、存储和运算,相对于空间不变PSF(Space-Invariant Point Spread Function,SIPSF... 空间变化PSF(Space-variant Point Spread Function,SVPSF)图像,即物空间各点的退化随位置的改变而改变的图像,由于其复原技术涉及到多个甚至海量PSF的提取、存储和运算,相对于空间不变PSF(Space-Invariant Point Spread Function,SIPSF)图像复原要困难得多。目前处理此类图像的主要方法包括空间坐标转换法,等晕区分块复原法,以减少数据存储量,降低计算量,提高收敛速度为目标的直接复原法等。本文回顾了这一课题的研究历史,对目前的研究工作进行了分析和总结,介绍了本实验室提出的结合GRM(Gradient Ringing Metric)评价算法的总变分最小化图像分块复原法,并提出了未来工作关注重点的展望。 展开更多

关键词 图像复原 空间变化PSF 空间坐标转换法 分块复原法 总变分最小化算法

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全变差噪声消除问题的半光滑牛顿法 被引量：10

8

作者 王满 文有为 陈智斌 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期289-295,共7页

为了达到全变差噪声消除的图像去噪目的,将去噪问题转换为优化问题。采用了结合广义最小残差法的半光滑牛顿法来解决相关优化问题,求解非对称线性方程组,进行了理论分析和实验验证,取得了将该方法与其它方法应用于1维信号、2维图像去噪... 为了达到全变差噪声消除的图像去噪目的,将去噪问题转换为优化问题。采用了结合广义最小残差法的半光滑牛顿法来解决相关优化问题,求解非对称线性方程组,进行了理论分析和实验验证,取得了将该方法与其它方法应用于1维信号、2维图像去噪实验的大量可行数据。结果表明,结合广义最小残差法的半光滑牛顿法的收敛速度比结合预处理共轭梯度法的半光滑牛顿法和交替方向乘子法更快,而且能够有效地消除噪声。 展开更多

关键词 图像处理 全变差 半光滑牛顿法 广义最小残差法 交替方向乘子法

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基于Prewitt算子的耦合全变差图像着色算法 被引量：6

9

作者 金正猛 李鹏 +1 位作者 闵莉花 杨真真 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2016年第5期30-35,共6页

为了实现对目标灰度图像中较大范围着色,文中结合YCb Cr色彩空间和Prewitt边缘检测算子,提出耦合全变差图像着色模型。然后,结合交替方向乘子法(ADMM),设计该模型的快速数值求解算法,并给出该算法的收敛性结果。数值实验结果表明,该模... 为了实现对目标灰度图像中较大范围着色,文中结合YCb Cr色彩空间和Prewitt边缘检测算子,提出耦合全变差图像着色模型。然后,结合交替方向乘子法(ADMM),设计该模型的快速数值求解算法,并给出该算法的收敛性结果。数值实验结果表明,该模型在有效控制颜色越界的同时,能够实现较大范围的着色。 展开更多

关键词 图像处理 图像着色 耦合全变差 PREWITT算子 ADMM算法

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迭代重加权的小波变分修复模型 被引量：5

10

作者 郝岩 许建楼 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期2916-2920,共5页

为保护图像的几何结构,该文提出加权的小波变分修复模型。该模型充分利用权函数在平滑区域增强去噪,在边缘处保护边缘等特性来增强图像的修复效果。为有效地计算该模型,首先利用交替方向法将该模型化为两个子模型,然后再对两个子模型分... 为保护图像的几何结构,该文提出加权的小波变分修复模型。该模型充分利用权函数在平滑区域增强去噪,在边缘处保护边缘等特性来增强图像的修复效果。为有效地计算该模型,首先利用交替方向法将该模型化为两个子模型,然后再对两个子模型分别给出相应的算法。数值实验表明,新模型不仅在视觉上,而且在信噪比上均取得了较好的结果。 展开更多

关键词 图像处理 全变分 小波修复 交替方向法 对偶算法

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基于多步迭代方法的快速总变分图像复原 被引量：4

11

作者 鲁晓磊 黄本雄 王芙蓉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期116-123,共8页

针对目前总变分图像复原算法收敛速度较慢的问题,本文提出了一类基于多步迭代的快速总变分图像复原算法。提出了两种多步总变分图像复原算法:多步迭代收缩阈值算法和多步迭代加权收缩算法,并针对多步算法每次迭代需要额外估计权参数的不... 针对目前总变分图像复原算法收敛速度较慢的问题,本文提出了一类基于多步迭代的快速总变分图像复原算法。提出了两种多步总变分图像复原算法:多步迭代收缩阈值算法和多步迭代加权收缩算法,并针对多步算法每次迭代需要额外估计权参数的不足,给出了一种固定权参数的多步总变分复原算法。同传统的单步总变分复原算法相比,提出算法在每次迭代过程中无需额外增加计算量,且需要很少的迭代就能达到收敛。实验结果表明:对复原不同因素引起的退化图像,文中提出算法的收敛性能远高于传统的单步迭代复原算法,从而我们提出的算法是有效的。 展开更多

关键词 图像复原 总变分 迭代收缩阈值算法 迭代加权收缩算法 多步迭代法

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基于耦合全变差的快速图像着色算法 被引量：5

12

作者 金正猛 周晨 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2364-2369,共6页

本文在YCb Cr色彩空间机制下,结合目标灰度图像的梯度信息,提出基于耦合全变差的图像着色模型.然后,利用交替方向乘子算法(ADMM),设计所提模型的快速数值求解算法,并给出了该算法的收敛性结果.最后,数值实验结果表明,该模型在快速着色... 本文在YCb Cr色彩空间机制下,结合目标灰度图像的梯度信息,提出基于耦合全变差的图像着色模型.然后,利用交替方向乘子算法(ADMM),设计所提模型的快速数值求解算法,并给出了该算法的收敛性结果.最后,数值实验结果表明,该模型在快速着色的同时,能有效地防止颜色越界. 展开更多

关键词 图像处理 图像着色 耦合全变差 交替方向乘子算法

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航空铝试块疲劳裂纹相控阵超声成像检测 被引量：1

13

作者 彭朝勇 胥松柏 +1 位作者 杜创洲 张杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2398-2404,共7页

表面疲劳裂纹扩展可导致结构失效,利用相控阵超声成像技术监测疲劳裂纹,获取结构完整性评价所需裂纹信息,可及时对结构失效提出安全预警。采用三点弯曲疲劳试验法在航空铝试块上生长疲劳裂纹,对裂纹开口面材料进行逐步切削来获得不同长... 表面疲劳裂纹扩展可导致结构失效,利用相控阵超声成像技术监测疲劳裂纹,获取结构完整性评价所需裂纹信息,可及时对结构失效提出安全预警。采用三点弯曲疲劳试验法在航空铝试块上生长疲劳裂纹,对裂纹开口面材料进行逐步切削来获得不同长度的疲劳裂纹,利用相控阵超声全矩阵采集(FMC)和全聚焦方法(TFM)获得的裂纹尖端和开口图像信息来监测裂纹扩展和测量裂纹长度,并测试了相控阵超声探头放置位置、裂纹张开/闭合、裂纹表面粗糙度对超声成像检测效果的影响。研究结果表明:相控阵超声探头从裂纹侧面入射检测能更好地对裂纹进行超声成像,并真实反映材料内部裂纹扩展前缘形貌。当疲劳裂纹长度大于3倍超声波长时,裂纹尖端和开口图像完全分离,相控阵超声全矩阵采集和全聚焦成像技术可有效测量裂纹长度,测量误差小于0.2 mm。相比裂纹张开时,疲劳裂纹闭合效应会使裂纹尖端超声图像信号减弱4.5 dB,长度测量值小0.6 mm。 展开更多

关键词 疲劳裂纹 相控阵超声 全矩阵采集/全聚集方法 成像特征 裂纹长度

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基于耦合非局部全变差的图像着色算法

14

作者 金正猛 李晓伟 +1 位作者 武婷婷 杨真真 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期2547-2553,共7页

基于局部算子的全变差(TV)模型在对纹理图像着色时,会出现颜色扩散不均匀,着色范围区域较小等问题。为了解决上述问题,该文提出基于非局部算子的耦合全变差图像着色模型,结合交替方向乘子法(ADMM),设计出相应的数值求解算法,并给出该算... 基于局部算子的全变差(TV)模型在对纹理图像着色时,会出现颜色扩散不均匀,着色范围区域较小等问题。为了解决上述问题,该文提出基于非局部算子的耦合全变差图像着色模型,结合交替方向乘子法(ADMM),设计出相应的数值求解算法,并给出该算法的收敛性结果。该模型充分利用像素邻域亮度之间的相似性进行颜色扩散,能有效避免仅利用亮度边缘信息进行局部扩散导致颜色扩散不均匀的问题。数值实验结果表明,该模型在快速着色的同时,能有效解决颜色在纹理等细节处扩散不均匀的问题。 展开更多

关键词 图像处理 图像着色 全变差 非局部算子 交替方向乘子算法

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基于人工蜂群遗传算法的稀疏全聚集成像方法研究

15

作者 朱文发 陶佳晨 +3 位作者 张辉 范国鹏 成瑶 张梦可 《声学技术》 CSCD 北大核心 2023年第5期655-660,共6页

稀疏阵列设计是一种可提高相控阵成像实时性的有效途径。遗传算法能较好解决线性阵列稀疏这种典型的约束优化问题。但此算法的局部搜寻能力较弱,且在后期搜寻效率较差。为此,论文通过构建人工蜂群-遗传算法的阵列稀疏方法,把蜂群寻找最... 稀疏阵列设计是一种可提高相控阵成像实时性的有效途径。遗传算法能较好解决线性阵列稀疏这种典型的约束优化问题。但此算法的局部搜寻能力较弱,且在后期搜寻效率较差。为此,论文通过构建人工蜂群-遗传算法的阵列稀疏方法,把蜂群寻找最优解的过程引入到传统遗传算法中,增加全局最优解的搜索能力。结果显示,人工蜂群-遗传算法优化后得到的稀疏阵列比遗传算法优化后得到的稀疏阵列具有更高的旁瓣抑制力,阵列的峰值旁瓣水平达到-11.40 dB。而在阈值为-6 dB时,两种算法优化得到的稀疏阵列主瓣宽度都等同于全阵列2.8°的主瓣宽度。最后,论文通过相控阵检测系统在钢轨试样上采集超声信号,利用人工蜂群-遗传算法设计得到的稀疏矩阵进行全聚焦成像。实验结果显示,当阵元数为32的线性阵列在稀疏率达到75%时,稀疏阵列的阵列性能指标分辨率、信噪比与满阵相差不大,但成像效率却提高了53.04%。 展开更多

关键词 人工蚁群算法 遗传算法 阵列稀疏 全聚焦成像

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基于全聚焦算法的混凝土超声阵列探测成像方法 被引量：16

16

作者 王冠 黄丽霞 +4 位作者 王志刚 卢超 陈尧 龙盛蓉 李秋锋 《声学技术》 CSCD 北大核心 2021年第4期482-489,共8页

混凝土结构内含有大量的砂石、骨料以及钢筋,形成多样性的声学界面,超声在混凝土结构中的信号成分复杂,且超声能量易衰减。为了提高混凝土检测分辨率与信噪比,提出基于全聚焦算法的混凝土超声阵列检测方法。首先通过建立混凝土有限元模... 混凝土结构内含有大量的砂石、骨料以及钢筋,形成多样性的声学界面,超声在混凝土结构中的信号成分复杂,且超声能量易衰减。为了提高混凝土检测分辨率与信噪比,提出基于全聚焦算法的混凝土超声阵列检测方法。首先通过建立混凝土有限元模型,开展混凝土超声阵列仿真研究,模拟一发多收方式依次激励阵列探头,并获得检测信号;然后,为了避免噪声以及相位带来的误差,对检测信号依次进行卷积滤波、波形包络分析及信号锐化处理,获得全矩阵数据;最后,按照全聚焦算法对全矩阵数据进行处理成像,显示模型检测结果。仿真实验结果显示,与合成孔径聚焦算法比较,提出的成像算法可以取得更高的分辨率与信噪比。 展开更多

关键词 混凝土结构 超声阵列 合成孔径聚焦法 全聚焦

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基于全聚焦算法的骨折超声成像研究 被引量：5

17

作者 宋小军 张璠 +1 位作者 黄琼 曾俊冬 《声学技术》 CSCD 北大核心 2021年第4期475-481,共7页

为研究便捷、安全、无电离辐射的骨折检测方法,提出了超声双层折射修正全聚焦算法。首先从信号处理入手,通过回波信号与标准发射信号进行互相关计算,得出噪声含量极低的回波信号。继而利用Filed-Ⅱ裂纹仿真实验验证全聚焦成像对均匀介... 为研究便捷、安全、无电离辐射的骨折检测方法,提出了超声双层折射修正全聚焦算法。首先从信号处理入手,通过回波信号与标准发射信号进行互相关计算,得出噪声含量极低的回波信号。继而利用Filed-Ⅱ裂纹仿真实验验证全聚焦成像对均匀介质检测的可行性,仿真结果显示裂纹宽度平均相对误差为5.60%;最后对离体牛胫骨进行全矩阵数据采集,并分别使用传统全聚焦算法和双层折射修正全聚焦算法对贯通骨折裂纹成像,前者的裂纹平均相对误差为8.33%,但不能显示骨板厚度,而后者不仅可以清晰地显示出裂纹的宽度(相对误差为6.98%),并且可以准确地显示出骨板下底面的位置,从而可以对骨板厚度进行准确评估(骨板厚度相对误差为5.75%)。因此,基于全聚焦成像的超声检测方法在骨折检测上具有较好的发展潜力。 展开更多

关键词 骨折 超声检测 双层介质 全聚焦成像

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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

18

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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钢轨缺陷的超声相控阵波数成像算法 被引量：4

19

作者 刘建全 张海燕 徐梦云 《应用声学》 CSCD 北大核心 2018年第6期835-842,共8页

该文应用超声相控阵全矩阵捕获的波数成像算法,检测带有通孔缺陷的钢轨和B型相控阵试块。以实验获取的全矩阵数据为基础,研究了自发自收模式和全矩阵模式的波数成像算法,理论上分析了全聚焦方法和波数算法的计算性能,取得波数成像的结... 该文应用超声相控阵全矩阵捕获的波数成像算法,检测带有通孔缺陷的钢轨和B型相控阵试块。以实验获取的全矩阵数据为基础,研究了自发自收模式和全矩阵模式的波数成像算法,理论上分析了全聚焦方法和波数算法的计算性能,取得波数成像的结果并与全聚焦方法的成像结果做了对比。实验结果表明:波数成像算法具有更快的计算速度和更高的横向分辨率,且能够更加精准地还原钢轨中缺陷大小和形状,而传统的全聚焦方法计算耗时长,聚焦点分布不均匀,重建较大的缺陷出现了纵向拉长的现象,不能够较好地反映钢轨中的大缺陷。波数成像算法在各向同性材料实时检测中有很大的应用潜能。 展开更多

关键词 钢轨缺陷 超声相控阵 波数成像算法 全聚焦

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基于稀疏矩阵的全聚焦阵列优化算法 被引量：3

20

作者 高铁成 王昊 +1 位作者 李聪 远桂民 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2022年第6期63-69,共7页

为了满足全聚焦阵列超声扫查实时成像、图像缺损清晰可辨等要求,建立了一种全聚焦成像(TFM)相控阵列的稀疏优化模型,利用最小冗余度阵列(MRLA)进行稀疏设计,利用遗传算法(GA)对扫查图像信噪比进行优化;将最终优化后的稀疏阵列与满阵、... 为了满足全聚焦阵列超声扫查实时成像、图像缺损清晰可辨等要求,建立了一种全聚焦成像(TFM)相控阵列的稀疏优化模型,利用最小冗余度阵列(MRLA)进行稀疏设计,利用遗传算法(GA)对扫查图像信噪比进行优化;将最终优化后的稀疏阵列与满阵、最小冗余阵、遗传算法优化阵列的声场波束图进行对比,并以此阵列为基础建立全聚焦扫查环境,对连续的20个点缺陷进行扫查测试。实验证明:37选16的阵列利用此模型稀疏优化后,最高旁瓣可获得4.902 8 dB的优化,稀疏率为0.27的阵列较满阵成像效率提高了58.3%,且API值为0.539 7,得到的扫查图像既可获得最小冗余下的最大信息量,又具有良好的旁瓣特性,同时阵列稀疏化,极大地提高了全聚焦扫查效率。 展开更多

关键词 全聚焦成像 相控阵 最小冗余度阵列 遗传算法 阵列稀疏

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