一种基于缺陷响应空间补偿的多模式超声全聚焦复合成像及应用

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作者 焦敬品 梁士通 +2 位作者 李晨旭 齐高君 岳大庆 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期173-183,共11页

因奥氏体不锈钢小径管壁厚较小,超声波在其界面多次反射和模式转换产生的多次回波导致相控阵成像中产生大量伪像,严重影响缺陷的识别。为解决所选超声波模式类型、数量及其幅值空间差异性对成像效果的影响,提出了一种基于缺陷响应空间... 因奥氏体不锈钢小径管壁厚较小,超声波在其界面多次反射和模式转换产生的多次回波导致相控阵成像中产生大量伪像,严重影响缺陷的识别。为解决所选超声波模式类型、数量及其幅值空间差异性对成像效果的影响,提出了一种基于缺陷响应空间补偿的多模式超声全聚焦复合成像方法。建立了缺陷空间响应模型,对模型获取的全矩阵数据进行多模式成像,与CIVA仿真软件的成像结果具有较好的一致性。将各模式成像结果中缺陷位置附近的最大强度值作为缺陷响应值进行对比,缺陷响应模型与仿真的计算结果误差仅在±3 dB以内。并研究了不同模式成像敏感度的空间分布规律,确定了适合不同模式的空间补偿参数。利用校准后的所有直接模式和半跨模式对仿真数据进行复合成像,相较于单模式成像以及直接相加复合成像,基于缺陷响应空间补偿的复合成像方法在缺陷处具有更高缺陷幅值以及更低的伪像幅值,且在不同位置的圆孔缺陷成像结果中均未出现伪像。在此基础上,将所提方法应用于裂纹与气孔缺陷的检测实验。结果表明,相较于单模式成像,基于缺陷响应空间补偿的复合成像方法可以很好地抑制伪像并提高信噪比。 展开更多

关键词 奥氏体 小径管 缺陷响应 多模式 全聚焦成像 复合成像

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基于换能器半扩散角约束的相位相干成像方法研究

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作者 王乐 沈超 +3 位作者 唐可欣 姚帅 周伊凡 王奡 《传感技术学报》 北大核心 2025年第8期1395-1405,共11页

针对全聚焦方法重建图像的伪影问题,通过在全聚焦成像算法中加入半扩散角约束来剔除包含检测物体信息较少或传播路径不合理的超声波束,提升图像重建的质量。根据重建图像质量、图像信噪比和阵列性能指标等可知,加入了半扩散角约束后的... 针对全聚焦方法重建图像的伪影问题,通过在全聚焦成像算法中加入半扩散角约束来剔除包含检测物体信息较少或传播路径不合理的超声波束,提升图像重建的质量。根据重建图像质量、图像信噪比和阵列性能指标等可知,加入了半扩散角约束后的重建效果更佳,弧形伪影有效减少,同时减少了计算量。以B型相控阵试块为实验对象,利用符号相干因子算法和矢量相干因子算法重建图像,当半扩散角常数为0.35时,图像信噪比相较未约束的情况分别提高了2.84 dB和3.05 dB,阵列性能参数分别降低了0.20和0.53,证明提出的基于半扩散角约束的相位相干成像方法可以有效地提升全聚焦的成像质量。 展开更多

关键词 超声图像重建 全聚焦算法 半扩散角 缺陷检测 成像质量评价

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奥氏体不锈钢支管台的相控阵超声相位相干成像检测技术研究

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作者 陈喆 陈学东 +1 位作者 卜阳光 程经纬 《压力容器》 北大核心 2025年第4期64-71,共8页

奥氏体不锈钢支管台在进行超声检测时,存在较大的晶粒散射噪声,且由于支管台结构的复杂性,检测过程中的结构噪声会随检测位置的移动而变化,从而易造成缺陷的漏检和误判。针对上述问题,基于指向性校正因子和声速衰减因子对相位相干成像... 奥氏体不锈钢支管台在进行超声检测时,存在较大的晶粒散射噪声,且由于支管台结构的复杂性,检测过程中的结构噪声会随检测位置的移动而变化,从而易造成缺陷的漏检和误判。针对上述问题,基于指向性校正因子和声速衰减因子对相位相干成像进行加权处理,提出了一种幅值校正相位相干成像方法,以提高成像结果的信噪比,并提出仿真模型验证该方法的有效性。结果表明,与全聚焦方法相比,幅值校正相位相干成像方法的信噪比提高了19.01dB。通过制备304不锈钢和20#钢的支管台试件,使用线阵探头采集全矩阵数据,进行成像处理。对于304不锈钢支管台,该方法的信噪比比全聚焦法最大提高了13.29dB;对于20#钢支管台,该方法的信噪比比全聚焦法最大提高了13.20dB。研究结果可为支管台超声成像检测提供参考。 展开更多

关键词 奥氏体不锈钢 支管台 信噪比 全聚焦方法 相位相干成像

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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

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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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TFM实时成像技术在缺陷检测中的应用 被引量：3

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作者 程欣 池作和 陆铭慧 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期182-188,共7页

在压力容器的超声检测中,为解决传统相控阵(PA)二维成像存在缺陷图像畸变,难以准确定性等问题,采用1种基于全聚焦法(TFM)的实时超声成像技术,使用一维线阵和二维面阵分别对孔等典型实际缺陷进行扫查,获得缺陷的二维和三维图像,从定量角... 在压力容器的超声检测中,为解决传统相控阵(PA)二维成像存在缺陷图像畸变,难以准确定性等问题,采用1种基于全聚焦法(TFM)的实时超声成像技术,使用一维线阵和二维面阵分别对孔等典型实际缺陷进行扫查,获得缺陷的二维和三维图像,从定量角度对比分析2者的准确度。结果表明:该方法获得的三维图像测量误差在8%以内,具有更高的精确度和检出率,对于孔类缺陷的还原度更高,这对于缺陷检测与评估以及和特种设备的安全生产具有重要意义。 展开更多

关键词 超声相控阵 全聚焦法 三维实时成像 测量误差

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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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基于分割环阵的CFRP分层缺陷超声全聚焦成像 被引量：3

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作者 杨宁 陆铭慧 +2 位作者 张萍 朱颖 张毅萍 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期200-210,共11页

碳纤维复合材料在钻孔加工时易产生分层缺陷,分层缺陷严重影响了构件的力学性能,存在严重的安全隐患。针对碳纤维复合材料孔边分层缺陷的检测,提出一种基于分割环形阵列的1/4矩阵全聚焦成像方法。设计了R4×S8、R3×S12、R3... 碳纤维复合材料在钻孔加工时易产生分层缺陷,分层缺陷严重影响了构件的力学性能,存在严重的安全隐患。针对碳纤维复合材料孔边分层缺陷的检测,提出一种基于分割环形阵列的1/4矩阵全聚焦成像方法。设计了R4×S8、R3×S12、R3×S16和R4×S12四种分割环形阵列结构,通过数值仿真对比分析了各阵列的聚焦声场特点,最终确定分割环阵探头为5 MHz的R4×S12探头。使用该探头对碳纤维复合材料孔边分层试块的上层、中层、下层缺陷进行全矩阵采集,利用VTK工具包分别进行全矩阵三维成像和1/4矩阵三维成像。结果表明,1/4矩阵方法比全矩阵方法三维成像的缺陷对比度更高,1/4矩阵方法的缺陷尺寸表征误差更小,误差不超过6%。与全矩阵成像相比,1/4矩阵成像信噪比提升范围为3.43~7.61 dB,有效提升了图像质量。 展开更多

关键词 分层缺陷 全聚焦 分割环形阵列 1/4矩阵 三维成像

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滤波预处理对提高全聚焦算法重建图像质量的比较研究 被引量：1

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作者 唐可欣 沈超 +1 位作者 郑慧峰 王奡 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期469-475,共7页

针对超声波无损检测方法中全聚焦算法重建缺陷图像伪影严重的问题,提出在全聚焦算法中加入滤波处理来进行压制,以提高图像质量和成像分辨率。首先分析了全聚焦算法重建缺陷图像的不足之处,然后提出分别使用R-L、S-L、Cosine和Hamming四... 针对超声波无损检测方法中全聚焦算法重建缺陷图像伪影严重的问题,提出在全聚焦算法中加入滤波处理来进行压制,以提高图像质量和成像分辨率。首先分析了全聚焦算法重建缺陷图像的不足之处,然后提出分别使用R-L、S-L、Cosine和Hamming四种滤波函数对超声反射实验系统采集的全矩阵数据进行处理,最后将原始信号和分别经过四种滤波函数处理的回波信号通过全聚焦算法进行缺陷图像重建。成像结果表明,由经过四种滤波后重建的缺陷图像信噪比均优于由原始信号重建的图像,且R-L和S-L在四种滤波函数中对于提高图像重建质量的效果最好。试件Ⅰ经过R-L和S-L滤波重建的图像信噪比较未滤波的分别提高了8.99 dB和8.96 dB,试件Ⅱ分别提高了9.56 dB和9.55 dB。 展开更多

关键词 超声图像重建 滤波预处理 全聚焦算法 缺陷检测 图像信噪比

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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

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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 全聚焦方法 ω-k算法 超声 快速 成像

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超声相控阵全聚焦成像算法比较分析 被引量：16

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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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基于全模式全聚焦方法的裂纹超声成像定量检测 被引量：19

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作者 金士杰 刘晨飞 +2 位作者 史思琪 廖静瑜 林莉 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期183-190,共8页

利用超声成像方法对关注区域成像,对获取缺陷形状、尺度和取向等特征具有重要意义。考虑了21种不同声束路径的模式波,复合叠加各重建点能量最强信号,提出全模式全聚焦方法(FTFM)。利用一组探头楔块,通过一次信号采集实现未知裂纹的轮廓... 利用超声成像方法对关注区域成像,对获取缺陷形状、尺度和取向等特征具有重要意义。考虑了21种不同声束路径的模式波,复合叠加各重建点能量最强信号,提出全模式全聚焦方法(FTFM)。利用一组探头楔块,通过一次信号采集实现未知裂纹的轮廓重建与定量检测。针对厚度40 mm碳钢中长度4 mm,中心深度25 mm,取向角度分别为0°、±20°、±50°和±80°的裂纹,采用64阵元、中心频率5 MHz线阵探头配合45°纵波楔块实施全矩阵捕捉(FMC)和FTFM成像,仿真和实验均重建了裂纹完整轮廓,裂纹长度、取向和中心深度定量误差分别不超过0.60 mm、2.39°和0.73 mm。最后,为保证FTFM成像质量,检测时应合理选择相控阵探头参数,并移动探头至最佳位置处采集FMC信号。 展开更多

关键词 全模式全聚焦方法 裂纹 定量检测 全矩阵捕捉

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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

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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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应用Gussian回代交替方向图像分解算法的色织物疵点检测 被引量：4

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作者 景军锋 范晓婷 +2 位作者 李鹏飞 张蕾 张宏伟 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期136-141,共6页

针对传统的人工织物检测方法效率低,稳定性差,处理速度慢的问题,提出了基于Gaussian回代交替方向(ADMG)图像分解的色织物疵点检测算法。首先对疵点织物进行直方图均衡化的预处理操作,以减少织物背景纹理信息对织物疵点检测产生的影响。... 针对传统的人工织物检测方法效率低,稳定性差,处理速度慢的问题,提出了基于Gaussian回代交替方向(ADMG)图像分解的色织物疵点检测算法。首先对疵点织物进行直方图均衡化的预处理操作,以减少织物背景纹理信息对织物疵点检测产生的影响。然后采用总方差范数与Sobolev空间中的半范数相结合的Gaussian回代交替方向的图像分解算法,将色织物图像分解为疵点部分u和纹理部分v。最后,应用二维Otsu阈值方法将图像的疵点部分u分割,识别织物图像上的疵点。实验结果表明:通过基于ADMG图像分解算法对包括星型、方格型和圆点型在内的色织物图像疵点检测是可行、有效的,可得到满意的识别结果。 展开更多

关键词 图像分解 织物疵点检测 总方差范数 Gaussian回代交替方向法

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基于深度学习和导波阵列的高精度损伤成像方法 被引量：1

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作者 许伯强 邱彤彤 +4 位作者 岳圣尧 徐晨光 徐桂东 沈荣和 张赛 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期17-29,共13页

为提升超声导波技术在板状结构中对损伤位置、大小和形状的精确检测能力,将全聚焦成像算法的低分辨率成像结果和多尺度深度学习算法模型相结合,研究了圆孔和裂纹两种损伤的高精度成像方法。基于深度学习的高精度成像算法由卷积神经网络... 为提升超声导波技术在板状结构中对损伤位置、大小和形状的精确检测能力,将全聚焦成像算法的低分辨率成像结果和多尺度深度学习算法模型相结合,研究了圆孔和裂纹两种损伤的高精度成像方法。基于深度学习的高精度成像算法由卷积神经网络和反卷积神经网络两部分构成,利用神经网络的多尺度分析、非线性增强和多层级融合功能提升分辨率。在全聚焦成像算法成像结果的基础上构建网络训练数据库,对板中包含圆孔-裂纹双损伤以及圆孔-圆孔双损伤两种情况进行检测验证。结果表明:该方法成像精度高,在精确定位损伤的基础上可以进一步获得损伤的精细特征。 展开更多

关键词 超声导波 板状结构 全聚焦成像方法 深度学习

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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：2

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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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基于全聚焦算法的混凝土超声阵列探测成像方法 被引量：16

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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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基于人工蜂群遗传算法的稀疏全聚集成像方法研究

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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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基于超声全聚焦成像的输气管线焊接缺陷高度测量技术 被引量：4

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作者 阙永彬 刘琰 +6 位作者 徐春燕 贾海东 田野 莫润阳 贾鹏军 姚欢 聂向晖 《压力容器》 北大核心 2020年第8期66-72,共7页

介绍了一种通过全聚焦图像评价焊缝内部缺陷高度的超声阵列方法。利用超声相控阵全矩阵捕获数据的时域信息对缺陷进行重构,通过对所获缺陷图像的归一化、背景噪声消除等处理,并按照实际板厚对图像进行标定后,直接利用缺陷图像进行缺陷... 介绍了一种通过全聚焦图像评价焊缝内部缺陷高度的超声阵列方法。利用超声相控阵全矩阵捕获数据的时域信息对缺陷进行重构,通过对所获缺陷图像的归一化、背景噪声消除等处理,并按照实际板厚对图像进行标定后,直接利用缺陷图像进行缺陷自身高度测量,并将其结果与手工超声、超声衍射时差法及阵列扇扫结果进行对比。结果表明,缺陷全聚焦成像具有较高的成像质量和横向分辨率,缺陷高度定量精度也较基于相位控制的常规阵列超声技术高。 展开更多

关键词 阵列超声 全聚焦方法 焊接缺陷 高度测量 管线

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基于全聚焦算法的骨折超声成像研究 被引量：5

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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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航空机匣环件曲面结构超声全聚焦检测与缺陷定量方法 被引量：4

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作者 关山月 汪小凯 +1 位作者 华林 李一轩 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期892-898,共7页

航空发动机机匣所用环形锻件的沟槽和圆角部位容易产生各类缺陷。针对环形锻件的曲面结构,提出了超声全聚焦检测与缺陷定量方法。在待测区域建立圆柱坐标系并划分网格点,设计了Φ0.8 mm当量缺陷对比试块,采集了网格点处缺陷最大幅值数据... 航空发动机机匣所用环形锻件的沟槽和圆角部位容易产生各类缺陷。针对环形锻件的曲面结构,提出了超声全聚焦检测与缺陷定量方法。在待测区域建立圆柱坐标系并划分网格点,设计了Φ0.8 mm当量缺陷对比试块,采集了网格点处缺陷最大幅值数据集,将数据集在深度和角度两个方向拟合,建立了距离-角度-幅值曲面缺陷定量评价方法。某机匣环件试样实验结果表明缺陷定量方法的误差小于1 dB。 展开更多

关键词 航空发动机 环形锻件 曲面 全聚焦法 缺陷定量化

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