專利名稱：基于合成孔徑聚焦的超聲渡越時間檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及板材及焊縫中缺陷的超聲波無損檢測領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超聲渡越時間法，簡稱超聲TOFD(Time of Flight Diffraction)，是基于接收缺陷端部的衍射信號對缺陷進行定位定量的一種檢測手段。該方法可以對板材及焊縫中缺陷的埋深尺寸以及缺陷自身尺寸進行判定。但是，利用該方法的D掃描方式進行檢測，當缺陷端部不在兩探頭連線的中垂線上時，對其定位會有很大的誤差。B掃描時，雖然缺陷端部在某一時刻位于兩探頭連線的中垂線上，但是由于超聲波換能器的聲束有一定的覆蓋寬度，使缺陷在B掃描圖像中呈弧形，圖像的橫向分辨率低，無法準確把握缺陷信號對應(yīng)的計算位置，因而無法實施缺陷的準確定位與定量。另外，由于聲波的衰減振蕩等冗余信號的存在，也干擾了對缺陷波到達時刻的準確判定。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中采用超聲渡越時間法無法準確定位和定量板材及其結(jié)構(gòu)焊縫中的缺陷的問題，本發(fā)明提出了一種基于合成孔徑聚焦(SAFT-Synthetic Aperture Focusing Technique)的超聲渡越時間檢測方法，線性化-合成孔徑聚焦簡稱L-SAFT(Linearization-SAFT)。本發(fā)明的檢測方法按以下步驟進行第一步、首先將板材及其結(jié)構(gòu)焊縫的待檢測區(qū)域置于發(fā)射探頭和接收探頭之間，先對被檢測區(qū)域進行D掃描以確定缺陷的大概縱向位置；設(shè)定探頭的掃查步長，進行越過缺陷上方的B掃描，檢測系統(tǒng)將接收探頭的檢測數(shù)據(jù)生成待處理的原始B掃描圖像；其中，沿板材及結(jié)構(gòu)焊縫的表面下較淺深度傳播的側(cè)向波對應(yīng)B掃描圖像上部的水平區(qū)域；缺陷的上端衍射波對應(yīng)圖像中上述水平區(qū)域下方的第一條拋物線狀區(qū)域；缺陷的下端衍射波對應(yīng)圖像中上述水平區(qū)域下方的第二條拋物線狀區(qū)域；板材及結(jié)構(gòu)焊縫的底面反射波對應(yīng)圖像下部的水平區(qū)域；第二步、對第一步得到的原始B掃描圖像進行線性化處理，將原始B掃描圖像的側(cè)向波水平區(qū)域處理為直線；將缺陷上、下端部衍射波的拋物線狀區(qū)域分別處理為曲線；
第三步、選擇線性化處理之后的曲線為處理對象，打開處理對象的灰度值數(shù)字矩陣，并讀出每列的最大及最小值；其中，對缺陷上端對應(yīng)的曲線進行處理時讀取每列像素點灰度值的最大值，對缺陷下端對應(yīng)的曲線進行處理時讀取每列像素點灰度值的最小值；在每一次讀出所述最大值或最小值的時候，進行如下運算a、讀取最大或最小灰度值像素點所對應(yīng)的時間位置，根據(jù)公式(1)計算缺陷端部的埋深尺寸，d=12(TDC)2+4TDCS---(1)]]>上述公式(1)中，d表示缺陷端部的埋深尺寸， TD表示側(cè)向波和缺陷端部衍射波的時差，S表示兩探頭聲發(fā)射點間距的一半，C表示超聲波在材料中的聲速；b、根據(jù)公式(2)分別計算待處理的A掃描信號Xn兩側(cè)參與SAFT運算的各個A掃描信號的時移量，ΔTi=((S-(n-i)ΔS)2+d2+(S+(n-i)ΔS)2+d2-2S2+d2)/C---(2)]]>上述公式(2)中ΔTi表示A掃描信號Xi的時移量，d表示缺陷端部的埋深尺寸，S表示兩探頭聲發(fā)射點間距的一半，ΔS表示探頭對的掃查步長，C表示超聲波在材料中的聲速；c、根據(jù)公式(3)進行求和及取平均值運算，Xn(Tn)=1/(N+1)Σi=n-N/2n+N/2Xi(Ti-ΔTi)---(3)]]>上述公式(3)中，Xn(Tn)是衍射波到達時刻為Tn的A掃描信號Xn經(jīng)過SAFT運算后的返回信號，N為參與SAFT運算的Xn兩側(cè)的A掃描信號的個數(shù)，Xi(Ti-ΔTi)為衍射波到達時刻為Ti的A掃描信號Xi經(jīng)時移后的返回信號；d、輸出計算結(jié)果，集合所有計算結(jié)果，完成圖像的SAFT重建，將上述的曲線圖像重建為聚焦圖像。
工作原理如圖1所示，超聲TOFD的掃描方式包括A、B、D三種方式，其中D掃描可以確定缺陷的大概位置，B掃描可以獲得包含缺陷準確信息的圖像。B、D掃描圖像均是由一系列A掃描信號依次排列構(gòu)建而成的，A掃描信號可以從B、D掃描圖像中讀取獲得。本發(fā)明所獲得的B掃描圖像如圖6所示，是由256級灰度構(gòu)成的明暗對比的圖像。在進行理論分析時可以將圖6抽象為圖3所示的圖像。當圖3中波形相位為右向時，對應(yīng)于圖6中的圖像灰度值高于128；當圖3中波形相位為左向時，對應(yīng)于圖6中的圖像灰度值低于128。由于衍射波能量的衰減導致波形振蕩干擾了信號和圖像中時間上的分辨力，因此影響了缺陷的準確定位定量，所以本發(fā)明先對原始圖像進行線性化處理。線性化處理是通過對圖像矩陣進行分區(qū)、峰值捕捉等計算處理，消除聲波的衰減振蕩等冗余信號，使作為時間計算基準的側(cè)向波和缺陷端部衍射波的縱向時間分辨率得到提高；然后再利用SAFT技術(shù)將線性化圖像中的曲線進行聚焦，提高圖像的橫向分辨率。
本發(fā)明根據(jù)B掃描圖像的形成過程、探頭和缺陷位置的幾何關(guān)系，建立了基于SAFT的超聲TOFD法B掃描圖像重建的數(shù)學模型。以缺陷上端衍射波圖像重建過程說明其原理如下當發(fā)射探頭1和接收探頭2在圖2所示的A-A′、B-B′、C-C′位置時，系統(tǒng)分別生成圖3中的A掃描信號Xn-1、Xn和Xn+1。圖3中，當生成A掃描信號Xn時，缺陷4的上端部在兩探頭(1和2)連線的中垂線上，Xn為定位缺陷上端部的橫向位置及深度位置提供準確的信息。根據(jù)圖3中A掃描信號Xn的側(cè)向波和衍射波的到達時刻，通過上式(1)可以計算求得缺陷上端的埋深尺寸d；此時，根據(jù)探頭對和缺陷上端部的幾何關(guān)系，可根據(jù)公式(4)求得上端衍射波去除探頭延遲的到達時間T。
T=2S2+d2/C---(4)]]>上述公式(4)中，T表示上端衍射波去除探頭延遲的到達時間，S表示兩探頭聲發(fā)射點間距的一半，d表示缺陷上端的埋深尺寸，C表示超聲波在材料中的聲速。
對于偏離兩探頭連線中垂線位置k個掃描步長處獲得的A掃描信號Xn+k而言，其上端衍射波信號去除探頭延遲的到達時間TkΔS，可由下式(5)求得，TkΔS=((S-kΔS)2+d2+(S+kΔS)2+d2)/C---(5)]]>上述公式(5)中，TkΔS表示上端衍射波信號去除探頭延遲的到達時間，S表示兩探頭聲發(fā)射點間距的一半，d表示缺陷上端的埋深尺寸，ΔS表示探頭對的掃查步長，C表示超聲波在材料中的聲速。
此時，TkΔS相對T的延遲時間ΔTkΔS可由式(6)求得，ΔTkΔS=TkΔS-T]]>=((S-kΔS)2+d2+(S+kΔS)2+d2-2S2+d2)/C]]>(6)上式(6)計算所得的延遲量即為待處理A掃描信號進行SAFT運算時其兩側(cè)A掃描信號的相應(yīng)時移量。進行SAFT運算時，先假設(shè)待處理的A掃描信號為缺陷上端部在兩探頭連線的中垂線處所得，然后計算此A掃描信號對應(yīng)的缺陷埋深以及其兩側(cè)A掃描信號缺陷衍射波到達時刻的延遲量，根據(jù)公式(2)進行相應(yīng)的時移。將時移后的各個A掃描信號按公式(3)進行求和、平均運算，完成待處理A掃描信號的SAFT運算。然后對下一個A掃描信號進行SAFT運算。集合SAFT運算后的全部A掃描信號，完成圖像的SAFT重建。分別對圖3中的A掃描信號Xn-1和Xn進行SAFT的時移運算，運算結(jié)果示意圖如圖4、圖5所示。在進行SAFT運算時，為了保留有時間參考作用的側(cè)向波信號和盡量減少計算量，采用加窗運算。窗寬為參與求和運算的A掃描信號的個數(shù)；窗高度上沿選擇在側(cè)向波和缺陷上端衍射波之間；下沿選擇在缺陷上、下端衍射波之間，如圖4、圖5中的虛框所示。此時運算窗寬度為N+1＝5。對于偏離兩探頭連線中垂線處獲得的A掃描信號Xn-1而言，由于上述的假設(shè)不成立，其SAFT時移運算使運算窗內(nèi)各A掃描信號的缺陷衍射波在不同的時刻到達，如圖4所示。按公式(3)進行作和、取平均處理后，缺陷信號的幅值會很弱，甚至趨于零。對于在兩探頭連線中垂線處獲得的A掃描信號Xn而言，由于上述的假設(shè)成立，其SAFT時移運算使運算窗內(nèi)各A掃描信號的缺陷衍射波在相同的時刻到達，如圖5所示。通過各A信號作和取平均處理后，缺陷信號的幅值很強。據(jù)此，可以捕捉缺陷上端部橫向位置及深度位置的準確信息。對缺陷的下端做類似的處理，不同的是，對于缺陷下端衍射波到達時刻的捕捉是谷值捕捉；運算窗的高度上沿選擇缺陷上、下端衍射波之間；下沿選擇在缺陷下端衍射波和底面反射波之間。
發(fā)明效果本發(fā)明解決了板材及結(jié)構(gòu)焊縫中缺陷的準確定位與定量問題，為構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性、裂紋擴展情況及剩余壽命預(yù)測提供準確的數(shù)據(jù)?？蓪﹂_口型以及內(nèi)部埋藏型的缺陷進行定位定量測量。本發(fā)明L-SAFT重建后的圖像中干擾信號得到了很大程度的抑制，圖像分辨率得到了提高，并消除了處理區(qū)域的噪聲，使缺陷端部的定位更準確，很大程度地降低了肉眼觀測帶來的人為誤差。采用本發(fā)明L-SAFT處理的圖像的縱向時間分辨率可達0.01μs，橫向距離分辨可達設(shè)定的最小掃描步長尺寸。同時，本發(fā)明具有很高的自動化水平高，對缺陷的定位更快捷。


圖1是本發(fā)明超聲渡越時間法的B、D掃描方式示意圖，圖中1為發(fā)射探頭、2為接收探頭、3為板材及結(jié)構(gòu)焊縫(即被檢測區(qū)域)；圖2是本發(fā)明超聲渡越時間法的B掃描運動示意圖，圖中4為板材及結(jié)構(gòu)焊縫3中的缺陷；圖3是圖2的B掃描圖像生成示意圖，圖中a表示側(cè)向超聲波，b表示上端衍射波，c表示下端衍射波，d表示底面回波；圖4是對圖3中的A掃描信號Xn-1進行SAFT運算的時移結(jié)果示意圖；圖5是對圖3中的A掃描信號Xn進行SAFT運算的時移結(jié)果示意圖；圖6是本發(fā)明具體實施方式
一中原始B掃描圖像；圖7是本發(fā)明具體實施方式
一中進行線性化處理后的B掃描圖像；圖8是本發(fā)明具體實施方式
一中進行L-SAFT處理后的B掃描圖像；圖9是具體實施方式
二的B掃描圖像；圖10是具體實施方式
二中進行線性化處理后的B掃描圖像；圖11是具體實施方式
二中進行L-SAFT處理后的B掃描圖像；圖12是具體實施方式
一中第二步原始B掃描圖像缺陷下端對應(yīng)的拋物線狀區(qū)域進行線性化處理的流程圖；圖13是具體實施方式
一的第三步中對缺陷上端對應(yīng)的曲線處理區(qū)進行圖像L-SAFT重建的流程圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一參見圖1至圖8，本具體實施方式
以內(nèi)部埋藏型缺陷為例說明本發(fā)明的檢測方法。本具體實施方式
是對厚度為20mm的鋁合金板材上加工的內(nèi)部埋藏型缺陷進行檢測，檢測步驟如下第一步、首先將板材及其結(jié)構(gòu)焊縫的待檢測區(qū)域置于發(fā)射探頭和接收探頭之間，先對被檢測區(qū)域進行D掃描以確定缺陷的大概位置；設(shè)定探頭的掃查步長，進行越過缺陷上方的B掃描，檢測系統(tǒng)將接收探頭的檢測數(shù)據(jù)生成待處理的原始B掃描圖像，如圖6所示；其中，沿板材及結(jié)構(gòu)焊縫表面下較淺深度傳播的側(cè)向波對應(yīng)B掃描圖像上部的水平區(qū)域；缺陷的上端衍射波對應(yīng)圖像中上述水平區(qū)域下方的第一條拋物線狀區(qū)域；缺陷的下端衍射波對應(yīng)圖像中上述水平區(qū)域下方的第二條拋物線狀區(qū)域；板材及結(jié)構(gòu)焊縫的底面反射波對應(yīng)圖像下部的水平區(qū)域；第二步、對第一步得到的原始B掃描圖像進行線性化處理，將原始B掃描圖像的側(cè)向波水平區(qū)域處理為直線；將缺陷上、下端部衍射波的拋物線狀區(qū)域分別處理為曲線，如圖7所示；第三步、選擇線性化處理之后的曲線為處理對象，打開處理對象的灰度值數(shù)字矩陣，并讀出每列的最大及最小值，其中，對缺陷上端對應(yīng)的曲線形區(qū)域進行處理時讀取每列像素點灰度值的最大值；對缺陷下端對應(yīng)的曲線形區(qū)域進行處理時讀取每列像素點灰度值的最小值，在每讀出一次所述最大值或最小值的時候，進行如下運算
a、讀取最大或最小灰度值像素點所對應(yīng)的時間位置，根據(jù)公式(1)計算缺陷端部的埋深尺寸，d=12(TDC)2+4TDCS---(1)]]>上述公式(1)中，d表示缺陷端部的埋深尺寸，TD表示側(cè)向波和缺陷端部衍射波的時差，S表示兩探頭聲發(fā)射點間距的一半，C表示超聲波在材料中的聲速；b、根據(jù)公式(2)分別計算待處理的A掃描信號Xn兩側(cè)參與SAFT運算的A掃描信號的時移量，ΔTi=((S-(n-i)ΔS)2+d2+(S+(n-i)ΔS)2+d2-2S2+d2)/C---(2)]]>上述公式(2)中ΔTi表示A掃描信號Xi的時移量，d表示缺陷端部的埋深尺寸，S表示兩探頭聲發(fā)射點間距的一半，ΔS表示探頭對的掃查步長，C表示超聲波在材料中的聲速；c、根據(jù)公式(3)進行求和及取平均值運算，Xn(Tn)=1/(N+1)Σi=n-N/2n+N/2Xi(Ti-ΔTi)---(3)]]>上述公式(3)中，Xn(Tn)是衍射波到達時刻為Tn的A掃描信號Xn經(jīng)過SAFT處理后的返回信號，N為參與SAFT運算的Xn兩側(cè)的A掃描信號的個數(shù)，Xi(Ti-ΔTi)為衍射波到達時刻為Ti的A掃描信號Xi經(jīng)時移后的返回信號；d、輸出計算結(jié)果，集合所有計算結(jié)果，完成圖像的SAFT重建，將上述的曲線圖像重建為聚焦圖像，如圖8所示。
如圖3和圖12所示，在第二步中對原始B掃描圖像進行線性化處理的過程為1)首先對256級灰度圖像進行分區(qū)，分為側(cè)向波處理區(qū)、上端衍射波處理區(qū)、下端衍射波處理區(qū)和底面回波處理區(qū)四個處理區(qū)域；2)對側(cè)向波處理區(qū)和下端衍射波處理區(qū)的數(shù)字矩陣按列進行谷值捕捉，對上端衍射波處理區(qū)和底面回波處理區(qū)的數(shù)字矩陣按列進行峰值捕捉，保留峰值及谷值對應(yīng)的灰度值，將處理區(qū)域內(nèi)的其它灰度值賦成128。
下面以原始圖像曲線下端衍射波為例說明圖像線性化的具體過程，如圖12所示。001步、選擇下端衍射波處理區(qū)為處理對象，并打開處理區(qū)內(nèi)原始圖像像素數(shù)字矩陣X(a×b)；002步、定義第一循環(huán)變量j＝1，0≤j≤b；003步、定義第二循環(huán)變量i＝1，0≤i≤a；004步、判斷所述數(shù)字矩陣X(a×b)中像素點X(i，j)的灰度值是否是所在列的最小值，如果像素點X(i，j)的灰度值是所在列的最小值，則執(zhí)行005步保留像素點X(i，j)的灰度值，如果像素點X(i，j)的灰度值不是所在列的最小值，則執(zhí)行006步將像素點X(i，j)的灰度值賦成128；007步、執(zhí)行完005步或006步后，將第二循環(huán)變量i加1；008步、判斷第二循環(huán)變量i是否大于a，如果第二循環(huán)變量i不大于a，則重復執(zhí)行004步到008步，如果第二循環(huán)變量i大于a，則執(zhí)行009步將第一循環(huán)變量j加1；010步、判斷第一循環(huán)變量j是否大于b，如果第一循環(huán)變量j不大于b，則重復執(zhí)行003步到010步，如果第一循環(huán)變量j大于b，則結(jié)束谷值捕捉。對于峰值捕捉時，只要將004中的“最小值”改為“最大值”進行處理即可。
第三步中圖像的重建過程主要分為缺陷上端和缺陷下端對應(yīng)的曲線處理區(qū)的重建。如圖13所示，所述缺陷上端對應(yīng)的曲線處理區(qū)重建的具體過程按以下步驟進行011步、打開缺陷上端對應(yīng)的曲線處理區(qū)的圖像像素數(shù)字矩陣Y(a×b)，輸入以下相關(guān)參數(shù)兩探頭聲發(fā)射點間距的一半、縱波在材料中的聲速，發(fā)射探頭和接收探頭的掃查步長、處理區(qū)域上、下沿對應(yīng)的時間值、決定處理區(qū)域?qū)挾鹊膮?shù)；012步、定義第三循環(huán)變量w＝1，0≤w≤b；013步、定義第四循環(huán)變量v＝1，0≤v≤a；014步、判斷所述數(shù)字矩陣Y(a×b)中像素點Y(v，w)的灰度值是否是所在列的最大值，如果此像素點Y(v，w)是最大值，則執(zhí)行015步記錄此像素點Y(v，w)，如果此像素點Y(v，w)不是最大值，則執(zhí)行020步將第四循環(huán)變量v加1；016步、執(zhí)行完015步后根據(jù)所述的公式(1)計算缺陷上端的埋深尺寸；017步、根據(jù)所述的所述公式(2)計算運算窗內(nèi)各個A掃描信號的時移量；018步、根據(jù)所述公式(3)進行求和及取平均值運算，并執(zhí)行019步輸出結(jié)果，然后執(zhí)行020步將第四循環(huán)變量v加1；021步、執(zhí)行完020步后判斷第四循環(huán)變量v是否大于a，如果第四循環(huán)變量v是大于a，則執(zhí)行022步將第三循環(huán)變量w加1，如果第四循環(huán)變量v不是大于a，則重復執(zhí)行014步到021步；023步、執(zhí)行完022步后，判斷第三循環(huán)變量w是否大于b，如果第三循環(huán)變量w不大于b，則重復執(zhí)行013步到023步，如果第三循環(huán)變量w大于b，則結(jié)束運算。在對下端衍射波曲線處理區(qū)的進行SAFT重建時，只需要將014步中的“最大值”改為“最小值”進行處理即可。
采用本具體實施方式
對具有上、下端部的埋藏型缺陷的測量結(jié)果如下表所示

具體實施方式
二參見圖9至圖11，采用具體實施方式
一的方法對另一厚度為20mm的鋁合金板材上加工的埋藏型缺陷進行檢測，檢測的結(jié)果如下表所示

上述具體實施方式
一和二中原始圖像的獲取均在美國物理聲學公司(PAC)生產(chǎn)的超聲C掃描檢測系統(tǒng)中完成。原始圖像的測量結(jié)果為3次測量的平均值；重建圖像中的測量結(jié)果為一次測量所得。根據(jù)上述具體實施方式
一和二所顯示的檢測結(jié)果數(shù)據(jù)中可以看出，當系統(tǒng)采樣頻率為100MHz時，在重建后的圖像中，對缺陷端部埋藏深度的測量誤差不超過0.2mm；掃描步長為0.2mm時，缺陷端部的橫向距離測量誤差不超過0.2mm；對缺陷傾斜角度的測量誤差不超過5°。
權(quán)利要求
1.基于合成孔徑聚焦的超聲渡越時間檢測方法，其特征在于所述檢測方法按以下步驟進行第一步、首先將板材及其結(jié)構(gòu)焊縫的待檢測區(qū)域置于發(fā)射探頭和接收探頭之間，先對被檢測區(qū)域進行D掃描以確定缺陷的大概位置；設(shè)定探頭的掃查步長，進行越過缺陷上方的B掃描，檢測系統(tǒng)將接收探頭的檢測數(shù)據(jù)生成待處理的原始B掃描圖像；其中，沿板材及結(jié)構(gòu)焊縫的表面下較淺深度傳播的側(cè)向波對應(yīng)B掃描圖像上部的水平區(qū)域；缺陷的上端衍射波對應(yīng)圖像中上述水平區(qū)域下方的第一條拋物線狀區(qū)域；缺陷的下端衍射波對應(yīng)圖像中上述水平區(qū)域下方的第二條拋物線狀區(qū)域；板材及結(jié)構(gòu)焊縫的底面反射波對應(yīng)圖像下部的水平區(qū)域；第二步、對第一步得到的原始B掃描圖像進行線性化處理，將原始B掃描圖像的側(cè)向波水平區(qū)域處理為直線；將缺陷上、下端部衍射波的拋物線狀區(qū)域分別處理為曲線；第三步、選擇線性化處理之后的曲線為處理對象，打開處理對象的灰度值數(shù)字矩陣，并讀出每列的最大及最小值；其中，對缺陷上端對應(yīng)的曲線區(qū)域進行處理時讀取每列像素點灰度值的最大值，對缺陷下端對應(yīng)的曲線區(qū)域進行處理時讀取每列像素點灰度值的最小值，在每讀出一次所述最大值或最小值的時候，進行如下運算a、讀取最大或最小灰度值像素點所對應(yīng)的時間位置，根據(jù)公式(1)計算缺陷端部的埋深尺寸，d=12(TDC)2+4TDCS-----(1)]]>上述公式(1)中，d表示缺陷端部的埋深尺寸，TD表示側(cè)向波和缺陷端部衍射波的時差，S表示兩探頭聲發(fā)射點間距的一半，C表示超聲波在材料中的聲速；b、根據(jù)公式(2)分別計算待處理的A掃描信號Xn兩側(cè)參與SAFT運算的各個A掃描信號的時移量，ΔTi=((S-(n-i)ΔS)2+d2+(S+(n-i)ΔS)2+d2-2S2+d2)/C-----(2)]]>上述公式(2)中ΔTi表示A掃描信號Xi的時移量，d表示缺陷端部的埋深尺寸，S表示兩探頭聲發(fā)射點間距的一半，ΔS表示探頭對的掃查步長，C表示超聲波在材料中的聲速；c、根據(jù)下述公式(3)進行求和及取平均值運算，Xn(Tn)=1/(N+1)Σi=n-N/2n+N/2Xi(Ti-ΔTi)----(3)]]>上述公式(3)中，Xn(Tn)是衍射波到達時刻為.Tn的A掃描信號Xn經(jīng)過SAFT處理后的返回信號，N為參與SAFT運算的Xn兩側(cè)的A掃描信號的個數(shù)，Xi(Ti-ΔTi)為衍射波到達時刻為Ti的A掃描信號Xi經(jīng)時移后的返回信號；d、輸出計算結(jié)果，集合所有計算結(jié)果，完成圖像的SAFT重建，將上述的曲線圖像重建為聚焦圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于合成孔徑聚焦的超聲渡越時間檢測方法，其特征在于在第二步中對原始B掃描圖像進行線性化處理的過程為1)首先對256級灰度圖像進行分區(qū)，分為側(cè)向波處理區(qū)、上端衍射波處理區(qū)、下端衍射波處理區(qū)和底面回波處理區(qū)四個處理區(qū)域；2)對側(cè)向波處理區(qū)和下端衍射波處理區(qū)的數(shù)字矩陣按列進行谷值捕捉；對上端衍射波處理區(qū)和底面回波處理區(qū)的數(shù)字矩陣按列進行峰值捕捉，保留峰值及谷值對應(yīng)的灰度值，將處理區(qū)域內(nèi)的其它灰度值賦成128。
全文摘要
基于合成孔徑聚焦的超聲渡越時間檢測方法，它涉及板材及焊縫中缺陷的超聲波無損檢測領(lǐng)域，其目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中采用超聲渡越時間法無法準確定位和定量分析板材及其結(jié)構(gòu)焊縫中的缺陷的問題。本發(fā)明利用超聲渡越時間法獲取原始B掃描圖像，然后對B掃描圖像進行線性化處理，再根據(jù)B掃描圖像的形成過程、探頭和缺陷位置的幾何關(guān)系，建立了基于合成孔徑聚焦的超聲渡越時間法B掃描圖像重建的數(shù)學模型，最后實現(xiàn)圖像的線性化－合成孔徑聚焦(L－SAFT)重建。本發(fā)明為構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性、裂紋擴展情況及剩余壽命預(yù)測提供準確的數(shù)據(jù)。可對開口型以及內(nèi)部埋藏型的缺陷進行定位定量測量。采用本發(fā)明L－SAFT重建圖像的縱向時間分辨率可達0.01μs，橫向距離分辨可達設(shè)定的最小掃描步長尺寸。
文檔編號G06F19/00GK1804611SQ20051012739
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者剛鐵, 遲大釗, 袁媛 申請人:哈爾濱工業(yè)大學