Page 74 - 无损检测2021年第八期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202108008

基于 Ac q uire 软件的相控阵超声曲面

自适应仿形方法

陈 恺, 朱利民, 张 杨

( 上海交通大学 机械与动力工程学院,上海 200240 )

摘 要:介绍了利用迭代方法实现自适应曲面仿形的技术。首先通过激发相控阵超声探头的
所有阵元产生平面波并接收回波; 然后从回波信号中提取出渡越时间, 再根据渡越时间迭代计算延
时法则, 将延时法则应用于探头产生下一次平面波; 最后利用脉冲回波表面分析法构建被测件的表
面形状。借助 Ac q uire软件的远程控制接口, 开发了客户端软件, 实现了自适应仿形的功能集成。
试验结果表明, 该方法能够准确测量曲面构件的表面形状且运算量较小。
关键词:曲面构件; 相控阵超声; 自适应检测; 软件开发

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 08-0036-06

Phasedarra yultrasonicada p tivecurvesurface p rofilin gmethodbasedonAc q uiresoftware

CHENKai , ZHULimin , ZHANGYan g

( SchoolofMechanicalEn g ineerin g , Shan g haiJiaoTon gUniversit y , Shan g hai200240 , China )

Abstract : Thisarticleintroducestheada p tivecurvesurfacep rofilin g technolo gyusin g iterativemethods.First ,

b yexcitin galltheelementsofthe p hasedarra yp robe , a p lanewaveis g eneratedandthereceivedechoismeasured.

Then , thetransittimefromtheechosi g nalisextractedandthedela y lawisiterativel ycalculatedaccordin gtothe

transittime , andthedela y lawisa pp liedtop robetog eneratethenext p lanewave.Finall y , thep ulse-echosurface

anal y sismethodisusedtoconstructthesurfacesha p eofthetest p iece.Withthehel p oftheremotecontrolinterface

ofAc q uiresoftware , theclientsoftwarewasdevelo p edtorealizethefunctioninte g rationofada p tivep rofilin g .The

ex p erimentalresultsshowthatthismethodcanaccuratel ymeasurethesurfacesha p eofcurvedcom p onentswithless

amountofcalculation.

Ke ywords : curvedsurfacecom p onent ; p hasedarra yultrasonic ; ada p tivedetection ; softwaredevelo p ment
相控阵超声技术具有检测效率高和便于开发自 法预先计算延时法则, 超声能量在传播过程中损失
动化检测系统等特点, 近年来在航空航天领域的复 过大, 测量范围减小, 测量精度受到影响 [ 3 ] 。在检测
合材料、 大型复杂构件的检测中应用广泛 [ 1 ] 。相控 曲面试件时, 部分超声成像算法( 如全聚焦成像和平
阵超声系统的探头由多个阵元以不同的阵列形式排 面波成像) 都要求曲面形状已知 [ 4 ] 。
布, 通过对不同的阵元施加幅值、 相位不同的激励电 针对未知形状曲面构件的超声检测问题, 目前
压脉冲, 调整延时法则, 可实现声束焦点位置和方向 广泛采用自适应全聚焦成像和自适应平面波成像法
的调整 [ 2 ] , 同时, 多个阵元进行超声信号收发可大大 来解决。自适应全聚焦成像法采用依次激发阵元、
提高检测效率。在检测未知形状的试件时, 由于无 所有阵元接收信号的收发方式 [ 5 ] ; 自适应平面波成
像法采用激发所有阵元并使用所有阵元接收信号的
收发方式 [ 6 ] , 二者都需要计算测量区域内每个像素
收稿日期: 2021-02-07
点的超声信号叠加幅值, 并根据图像结果提取出构
作者简介: 陈 恺( 1996- ), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为自
适应相控阵超声检测 件的表面轮廓。这两种方法的缺点是需要大量计算
声波的传播路径, 难以应用于实时检测 [ 7 ]
通信作者: 张 杨, me y zhan g @s j tu.edu.cn 。
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2021 年 第 43 卷 第 8 期

无损检测