超声相控阵与全聚焦法成像特性比照评析

综述超声相控阵(PAUT)与全聚焦法(TFM)成像特性,给出了焊接试样缺陷显示实例.依据比照评析结果,提议:焊缝全覆盖检测宜用PAUT,重要缺陷区或关键区宜用TFM,以改善缺陷定量、表征结果.     

相控阵三维全聚焦成像检测技术

由于全聚焦成像技术主要集中于使用一维线阵实现二维全聚焦成像,文中基于二维面阵将全聚焦算法扩展至三维,并利用现场可编程门阵列的高速并行运算能力实现硬件的全聚焦过程,检测图像的刷新率高达20帧·s-1,数据实时处理能力约为每秒2G字节,从真正意义上实现了实时三维全聚焦成像检测。通过仿真及系统试验表明,相比二维全聚焦成像结果,三维全聚焦成像结果更加直观,能够真实还原缺陷的整体结构。     

超声全聚焦法成像检测缺陷表征

超声相控阵(PAUT)全聚焦法是对图像重建区每一点作最佳聚焦的高级方法。本文展示用两种全聚焦法对均匀介质中的缺陷进行表征的实验结果:偏移法对横孔和水平线槽的重建图像,信噪比高、分辨力优,而标准法对倾斜线槽成像表征优。两法活用对PAUT缺陷表征颇有前景。     

焊缝缺陷的全聚焦相控阵成像检测

利用全聚焦相控阵成像技术对焊缝中的未熔合和裂纹两种典型缺陷进行了检测。首先,介绍了全聚焦成像技术的基本原理;其次,设计制作了含上述缺陷的人工试块,利用CIVA软件进行裂纹和未熔合的缺陷响应研究;接着,对人工试块进行检测试验,比较了常规相控阵技术和全聚焦技术对上述两种缺陷的检测能力;最后,对试块进行常规无损检测,确定焊缝中缺陷的长度,对试块缺陷部位进行解剖,测量得到真实的缺陷埋藏深度和自身高度。检测试验及解剖结果表明:全聚焦技术对上述两种缺陷的成像具有更高的检测分辨率,对缺陷的定位和定量误差较小,可以应用于工程实践。     

新一代超声相控阵双全法成像检测

新一代超声相控阵全聚焦法(TFM)是用全矩阵捕获模式(FMC)所获数据进行信号处理的算法。所有计算均以每秒30帧刷新率完成。与标准相控阵法相比,TFM与FMC并用的双全法成像分辨力甚高,能优化缺陷定位、定量、表征,并可应对形状复杂试件的检测。本文综述超声相控阵双全法成像检测典型案例,并作相关讨论,以供业界推广应用借鉴。     

航空金属薄板分层缺陷的频率-波数域超声相控阵全聚焦法成像检测

将超声相控阵频率-波数域全聚焦算法应用于304不锈钢金属薄板分层缺陷的检测中,采用两种型号的相控阵探头分别对厚度为1 mm和3 mm金属薄板的分层缺陷进行检测,比较了时域全聚焦和频率-波数域全聚焦两种算法的成像质量.结果表明:基于时域和频率-波数域的全聚焦算法均能够检测出金属薄板的分层缺陷,相对于传统时域全聚焦成像方法...     

碳纤维复合材料全聚焦3D相控阵超声检测

针对209P型转向架使用碳纤维复合材料的无损检测,采用全聚焦3 D相控阵超声检测技术进行试验研究.通过试验结果表明,全聚焦3D相控阵超声检测具有缺陷图像显示直观、缺陷定量准确等特点,能够实现对209P型转向架使用的碳纤维复合材料质量管控.全聚焦3D相控阵超声检测为碳纤维复合材料的检测提供了一种新思路和新途径,对复合材料...     

超声相控阵检测成像系统软件设计

基于嵌入式Linux与Qt/Embedded,构建了超声相控阵检测成像系统软件。结合中断方式与DMA(直接内存存取)传输,设计了软硬件通信接口驱动程序,完成了FPGA(现场可编程门阵列)与ARM(先进精简指令集计算机处理机)间的数据交互;搭建了人机交互界面,采用模块化设计思想,根据系统功能进行上层应用程序设计,编写了相应代码,完成了回波数据处理以及成像显示等功能的实现。通过试验对系统进行测试,结果显示系统运行正常,符合设计要求。     

在役缆桩螺栓的相控阵超声全聚焦检测

制定了在役缆桩螺栓的相控阵超声全聚焦检测工艺,设计了检测工装及设备保护工装,利用全数据储存与分析方法,对在役缆桩螺栓进行检测与监控,为船舶系泊安全保驾护航。     

梳形密封板焊缝相控阵全聚焦成像检测技术应用

对穿顶棚管梳形密封板焊接热影响区及母材产生的疲劳裂纹,采用传统的相控阵检测方法受焊缝结构形式和裂纹延展方向的双重制约,容易漏检及误判。全聚焦成像TFM检测方法是采用相控阵的矩阵信号,数据采集量大,可进行加和处理,提高信号幅值和信噪比高。同时,矩阵信号的采集位置可根据实际结构设置和调整,便于屏蔽干扰信号。该方法对穿顶棚管梳形密封板焊缝的检测具有突出的效果,提高了缺陷检出和识别能力。     

多模非线性超声相控阵成像检测评析

闭合裂纹的无损评价是超声检测最具挑战性的问题之一.本文评析用纵波(LL)和变型横波(LS)的次谐波对裂纹作相控阵测评的成像能力.成像算法制定后,将该法用于有复杂分支的应力腐蚀裂纹.结果表明:用LL次谐波成像,发现有分支应力腐蚀裂纹其声显示较少;而用LS次谐波成像,发现有分支应力腐蚀裂纹有多重声显示,且分辨率较高.重要的...     

超声相控阵矩阵阵列三维合成聚焦成像方法

掌握缺陷的三维形态信息,会更利于无损评估,因此将合成聚焦二维成像方法扩展,初步探索了三维合成聚焦成像方法,以直观得到缺陷的超声三维成像.将该方法在MATLAB平台编程实现,然后通过超声相控阵矩阵探头采集到的完备集数据后处理进行了验证.结果表明,通过三维合成聚焦处理后,得到探头下方空间的超声成像的三维图像数据,然后在此基础上使用等值面法将缺陷的三维图像分割出来.该图像能够清晰反映出反射体的真实位置及空间分布;在超声探头没有机械移动扫描的前提下能够得到缺陷三维图像.对于探头移动空间受限的检测位置获取缺陷三维图像有一定的理论意义及实用价值.     

相控阵技术和全聚焦法的互补性

本文介绍基于重建技术的全聚焦法,结合既有相控阵技术,如何优化缺陷检出和缺陷定量。介绍与全聚焦法关联的实时自适配检测在工业上的应用。研讨了全聚焦与相控阵的优缺点和互补性。     

弯管焊缝曲表面超声相控阵成像检测

介绍弯管焊缝用超声相控阵检测(PAUT)安全取代射线照相检测(RT)的方法要领和细节。针对弯管焊缝沿圆周方向弯头表面几何形状变化特点,提出环焊缝用超声相控阵全聚焦法(TFM)进行成像检测,可获得高分辨力图像,且灵活性好。为验证所提出的方法,对声波在弯管壁内的传播,通过仿真平台,作了数值模拟。仿真结果表明,该法能准确测出反射源位置。最终实验证明:以此法取代RT,适用于不同尺寸的弯管环焊缝缺陷的探、判、测、评,满足相关规范标准要求。     

超声相控阵井壁成像检测的回波信号处理

利用复小波变换法对井壁回波信号进行包络提取,并采用基于复小波变换的井壁回波信号处理方法进行了超声相控阵成像检测试验。试验结果表明,基于复小波变换的井壁回波信号处理方法能够准确提取井壁超声幅度数据,从而有效地提高检测系统的信噪比,增强图像对比度,获得更好的井壁成像显示效果。     

管道内检测的环形相控阵超声聚焦方法

针对管道内检测中相控阵超声聚焦的问题,分析了管道中环形相控阵超声辐射的超声波传播原理,建立了聚焦数学模型,计算了阵元间激励信号的延时;采用128阵元的换能器对直径为168 mm的管道进行试验,结果表明,环形相控阵超声的延时法则实现了不同工作阵元数量以及不同焦距条件时,声束在管壁中的聚焦.在工作区间内,一定数量的阵元可获...     

管环缝相控阵双全法超声检测

介绍超声双全法-相控阵全矩阵捕获(FMC)和全聚焦法(TFM)用于管环缝检测。用相关算法和低成本传感器配置,可使具有曲面几何特征的管环缝检测,一快二准。本文意在为当今新一代相控阵法-超声双全法的推行,提供实用新案例。     

超声相控阵成像方法研究

通过动态光弹法观察超声相控阵发射信号在固体中的传播特性,来确定超声回波信号同相位叠加积分路径。利用荷兰试块对以上方法进行验证,对获取的22路A扫描超声信号进行处理,以缺陷或试件边界处为虚拟焦点,逐点扫描。根据合成信号幅值不同,反映在图像上的灰度不同,实现B扫描成像,初步证明了该方法的可行性。     

多模式全聚焦法成像解析

全聚焦法(TFM)是超声阵列数据的高级后处理成像算法,对缺陷检测和表征颇有潜力.可在换能器与聚焦点之间使用一系列成像路径.适于缺陷重建的模式有多种,这取决于给定试件中缺陷的几何形状和特征.另外,还可观察到非真实显示,易造成误判错读.这些成像伪显示归因于多种声传播模式不同作用的共存,还有声波与被检缺陷或与试件几何形状的相...     

曲面构件轮廓全聚焦超声成像表征

全聚焦超声对曲面构件表面轮廓成像时存在伪像干扰及轮廓信息缺失问题,导致轮廓提取误差较大.本文选取有机玻璃加工了3个正弦曲面试块,进行全聚焦成像.综合考虑TFM伪像成因和曲面构件的声束传播特征,针对发射阵元进行指向性函数校准,消除了曲面构件轮廓成像中存在的伪像,改善了全聚焦成像质量.对曲率较大且缺少有效轮廓信息的区域,结...