Page 15 - 2023中国无损检测年度报告
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列实际工业样品上实现了缺陷的精确预测和评估。 有效检出长度小于 0.3 mm 的表面微裂纹。
图 8 为该深度学习算法的流程和典型缺陷识别结
果示例。
(a) 决策级融合策略
图 9 弧形激光双光栅聚焦表面波金属表面微裂纹
检测示意
（2）基于振动声调制的管道焊缝裂纹非线
性导波检测方法
对含有焊缝裂纹的管道，传统超声导波检测
方法在时域上难以分离焊缝回波中的裂纹反射回
波，在频域上也易受焊缝本身非线性的影响。针
对这些问题，实验室提出了一种基于振动声调制
的管道焊缝裂纹非线性导波检测方法。该方法通
过对管道施加振动来改变焊缝裂纹的开合状态，
并进行相应状态的超声导波检测，通过在时域上
分析焊缝回波信号幅值变化来提高焊缝裂纹导波
(b) 缺陷识别结果示例 检测性能。结果表明，含裂纹焊缝回波幅值变化
图 8 决策级融合策略及其缺陷识别结果示例 曲线的峰峰值会随着管道振动幅度增加，同时焊
2.3 新型激光、电磁超声检测方法及应用 缝回波幅值变化曲线的相位也会随着管道振动频
率变化，但无焊缝裂纹管道的焊缝回波变化曲线
（1）弧形激光双光栅聚焦表面波表面微裂
的峰峰值或相位均不受管道振动影响。结果显示
纹检测与成像方法
该方法能够实现裂纹面积占比 10% 的焊缝裂纹检
针对金属结构和材料早期微裂纹检测和识别
测，还可实现焊缝裂纹的周向定位（见图 10）。
难题，提出了一种利用圆弧形激光双光栅产生的
聚焦表面波进行表面微裂纹检测和成像的方法。
弧形激光双光栅聚焦表面波金属表面微裂纹检测
示意如图 9 所示，该方法通过特殊设计的光学掩
模板在试件表面上产生不同间距的圆弧形激光双
光栅，同时产生两个焦点相同但频率不同、传播
方向相反的表面波。对所测表面波进行频谱分析
并提取反透射系数，即可实现裂纹识别，进一步
对试件表面进行二维扫查成像还可进行裂纹定位。
仿真和试验结果表明，与前期提出的线形激光双
光栅检测方法相比，弧形激光光栅激发的表面波
由于具有聚焦特性，对金属表面小长度裂纹更加
敏感，能大大提高表面微裂纹的检测灵敏度，可 (a) 有无裂纹管道焊缝回波变化曲线
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