Page 64 - 无损检测2022年第十一期

宋泽宇, 等:

缺陷的多模式全聚焦三维重构

等 3 处缺陷图像进行融合, 融合图像如 图 6 所示。
与图 4 相比, 融合后的图像不仅可显示缺陷不规则
的边界, 还能给出更多与缺陷走向有关的信息; 与图
5 的单一模式图像相比, 融合图像信噪比虽略有降
低, 但在反映缺陷轮廓方面有更好的表现能力, 且不
存在其他模式下缺陷反射信号产生的伪影干扰。理
论上, 融合图像充分利用了缺陷对多角度入射声波
的散射信息, 可显示面向声波入射方向一侧缺陷的
边界形状。为验证图像融合方法的这一能力, 后面
将在加工有规则反射体的试块上进行验证。

图 7 不同方法下夹渣缺陷的三维重构图

图 6 焊缝不同截面处缺陷的融合图像

为进一步勾画出焊缝中缺陷的立体形状, 以扇
扫模式、 单一模式中效果最佳的 T-T 模式、 多模式
融合等 3 种方法, 对缺陷进行三维重构。将二维扫
查图像转换为灰度图像, 并将图像聚焦点的幅值强 图 8 倾角刻槽试块
度组合为三维矩阵后, 对矩阵数据作插值平滑处理,
试验分两种情况进行: ① 当探头置于图中所示
即可划分等值面进行三维重构。图 7 为利用扇扫模
位置I时, 能够得到 +15° 刻槽的 多 模 式 融 合 图 像
式、 T-T 模式及多模式融合等 3 种方法得到的焊缝
[ 见图 9 ( a )]; ② 当探头置于图 8 中所示位置 II时
夹渣缺陷的三维重构图, 可见, 图 7 ( a ) 扇扫图显示
( 相当于将试块上下翻转), 得到 -15° 刻槽的多模式
出缺陷的大致形态和走向; 图7 ( b ) 的 T-T 模式较扇
融合图[ 见图 9 ( b )]。
扫模式在表现缺陷结构细节方面有更高的分辨率,
但这优势也仅限于垂直于声束入射方向; 图 7 ( c ) 多
模式融合图像不仅能明显看到缺陷呈现出上下窄中
间宽的棱形结构, 且在 y 方向具有显著的体积变化
特征, 应是最接近缺陷真实形态的反映。
2.4 效果验证
为验证多模式融合图像表现缺陷走向的能力, 设
计加工了如图8所示的刻槽试块进行试验。两刻槽与
垂直方向倾角分别为15° 和30° , 长、 宽、 深分别为6 , 1 ,
图 9 刻槽的多模式融合图像

15mm 。验证试验仅选其中倾角为15° 的刻槽进行。
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2022 年 第 44 卷 第 11 期

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