Page 60 - 无损检测2022年第十一期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202211006

缺陷的多模式全聚焦三维重构

宋泽宇, 边承烨, 鱼赛赛, 胡 静, 莫润阳
( 陕西师范大学 陕西省超声学重点实验室, 西安 710119 )

摘 要:分别采用超声相控阵扇扫、 多模式全聚焦、 多模式融合等 3 种成像方法, 对焊缝夹渣
缺陷进行了三维重构, 并通过刻槽试块验证了多模式融合图像的真实性。结果表明, 多模式融合成
像法能够整合不同模式的有效信息, 显示缺陷相对完整的立体轮廓, 对焊缝缺陷的走向分析与类型
识别有重要意义。
关键词:超声相控阵; 三维成像; 多模式; 全聚焦方法

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 11-0026-06

Multi-modetotalfocusthree-dimensionalreconstructionofdefects

SONGZe y u , BIANChen gy e , YUSaisai , HUJin g MORun y an g
,

( Ke yLaborator yofUltrasoundofShaanxiProvince , ShaanxiNormalUniversit y , Xi'an710119 , China )

Abstract : Inthis work , threeima g in g methods , suchasultrasonicp hasedarra yS-scan , multi-modetotal

focusin g , andmulti-modefusionwereusedtoreconstructthesla g inclusiondefectsinwelds , andtheauthenticit y of

themulti-modalfusionima g ewasverifiedb y thenotchedtestblock.Theresultsshowedthatthemulti-modefusion

ima g in gcouldinte g ratetheeffectiveinformationofdifferent modesanddis p la ytherelativel ycom p letethree-

dimensionalcontourofthedefect , whichwasofg reatsi g nificanceforthetrendanal y sisandt yp eidentificationof

welddefects.

Ke ywords : ultrasonicp hasedarra y ; three-dimensionalima g in g ; multi-mode ; totalfocusin gmethod
相控阵超声检测( PAUT ) 因声束控制灵活、 灵 式检测裂 纹 时 发 现, 各 模 式 接 收 到 的 裂 纹 散 射 振
敏度强且 能 对 缺 陷 成 像, 而 成 为 焊 缝 检 测 的 主 要 幅与裂纹 长 度 正 相 关, 应 根 据 裂 纹 的 位 置 和 走 向
技术之一。基于全矩阵捕捉( FMC ) 数据的全聚焦 选择 合 适 的 检 测 模 式。 金 士 杰 等 [ 4 ] 对 每 个 聚 焦
方法( TFM ) , 也称双全方法, 可在被检焊缝区域 点, 采用所有模式的 TFM 图像在聚焦点的最大值
[ 1 ]
的每个点 进 行 聚 焦, 具 有 更 高 的 分 辨 力 及 更 广 的 重构全模式图像, 实现了多角度人工裂纹的检测。
聚焦范围 [ 2 ] , 因 而 受 到 了 业 界 的 广 泛 关 注。 考 虑 为提高多模式检测图像的质量, BEVAN 等 [ 5 ] 建立
声波在被 检 结 构 底 面 的 反 射 及 模 式 转 换, 不 同 波 了匹配滤 波 模 型 进 行 滤 波, 通 过 减 少 每 个 模 式 的
程具有不 同 的 声 传 播 模 式 和 声 成 像 路 径, 根 据 多 随机噪声 与 相 干 颗 粒 噪 声, 提 高 多 模 式 融 合 图 像

种波程可计 算 得 到 多 模 式 全 聚 焦 图 像。 ZHANG
的信噪比。
等 [ 3 ] 考虑裂 纹 对 声 波 入 射 角 的 敏 感 性, 利 用 多 模 文章以预埋有夹渣缺陷的钢板对接焊缝为对
象, 分别采用 常 规 扇 扫、 多 模 式 TFM 成 像 及 多 模
式融合成 像 方 法, 对 碳 钢 对 接 焊 板 内 的 埋 藏 缺 陷
收稿日期: 2022-03-29
基金项目: 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 12074238 , 11974232 , 进行三维重构, 勾画出焊缝内部缺陷的三维形状,
11774212 )
以便缺陷评定; 同时, 为验证多模式融合法重构出
作者简介: 宋泽宇( 1998- ), 男, 硕士, 主要研究方向为超声无损
的缺陷是 否 正 确 反 映 实 际 缺 陷 的 形 状 和 大 小, 采
检测
通信作者: 莫润阳, 女, 博士, 教授, 主要研究方向为超声无损检 用具有与人工刻槽相同材料和厚度的试块进行了
测, mmrr yy cn@snnu.edu.cn 检验。
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2022 年 第 44 卷 第 11 期

无损检测