Page 71 - 无损检测2022年第十二期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202212008

基于超声 C 扫描数字图像处理的缺陷面积分析

吕洪涛, 李 锋, 刘志毅, 王俊涛, 张祥春, 石 亮, 王池权, 邵成伟

( 中国航空综合技术研究所, 北京 100028 )

摘 要:以超塑成形扩散连接和复合材料制件为研究对象, 发展一种基于超声 C 扫描数字图
像处理的缺陷面积分析方法, 并开发相应的 GUI ( 图形用户界面)。利用该 GUI对典型超塑成形扩
散连接和复合材料试件超声 C 扫描图像进行分析处理, 结果表明, 所提方法可对有无结构特征试
件进行缺陷面积分析, 以及试件完好率的计算, 具有准确度高、 操作灵活和广泛适用等优点, 为缺陷
图像面积的超声 C 扫描分析提供了一种有效的解决途径。

关键词:图像处理; 超声 C 扫描; 缺陷定量; 无损检测

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 12-0037-05

Defect areaanal y sisbasedonultrasonicC-scandi g italima g e p rocessin g

LÜHon g tao , LIFen g LIUZhi y i , WANGJuntao , ZHANGXian g chun , SHILian g WANGChi q uan , SHAOChen g wei
,
,

( AVICChinaAero-Pol y technolo gyEstablishment , Bei j in g100028 , China )

Abstract : Inthisp a p er , forsu p er p lasticformin gdiffusionbondin gandcom p ositep arts , adefectareaanal y sis

methodbasedonultrasonicC-scandi g italima g ep rocessin gisdevelo p ed , andthecorres p ondin g GUIinterfaceis

develo p ed.TheGUIwasusedtoanal y zeandp rocesstheultrasonicC-scanima g esoft yp icalsu p er p lasticformin g

diffusion j ointsandcom p ositetest p ieces.Theresultsshowthatthe p ro p osedmethodcananal y zethedefectareain

testp ieces with or withoutstructuralfeatures , andcalculatetheintactrate.The p ro p osed method hasthe

characteristicsofhi g haccurac y , flexibleo p erationandcertainuniversalit y .Theresearchworkp rovidesaneffective

solutionfordefectareaanal y sisinultrasonicC-scanima g es.

Ke ywords : ima g ep rocessin g ; ultrasonicC-scan ; defect q uantification ; nondestructivetestin g
超声 C 扫描成像检测技术是保证产品质量的 杂、 影响因素较多, 超塑成形扩散连接内部容易出
重要无损检测手段, 具有缺陷定位准确、 灵敏度高、 现焊接不 良 等 面 积 型 缺 陷, 且 缺 陷 形 状 往 往 不 规
成本低等优点, 广泛应用于航空、 航天、 核工业等关 则, 缺陷大小、 数量和位置也无明显 规律 [ 4-8 ] ; 受其
键领域 [ 1-3 ] 。在超声 C 扫描检测过程中, 基 于数字 工艺、 材料和结构影响, 复合材料制件内部也容易
化图像进行缺陷分析是判定被检测对象是否满足验 出现分层、 脱黏等面积型缺陷 [ 9-11 ] 。与常用当量评
收条件的关键工序。 定方法 [ 12 ] 具有明 显 不 同 的 是, 超 塑 成 形 扩 散 连 接
随着新 材 料、 新 工 艺、 新 结 构 的 不 断 涌 现, 其 和复合材料制件更关注缺陷面积或缺陷在整个制
缺陷和验 收 条 件 也 随 之 更 新 [ 4-11 ] 。以 超 塑 成 形 扩 件中所占比例 [ 8 , 13 ] 。
散连接和 复 合 材 料 制 件 为 例, 由 于 其 制 作 工 艺 复
现有商用超声 C 扫描检测系统软件大多已具
备长度测量功能, 少数软件具备基于幅值阈值的缺
陷面积分析功能。然而, 对于内部结构特征复杂的
收稿日期: 2022-07-01
基金项目: 民用飞机专项科研( 民航质量、 适航、 事故调查体系研
制件, 很难从 C 扫描图像中的波幅上区分缺陷与结
究( 一期) - 质量可靠性保证体系研究)
构特征。刘海强等 [ 13 ] 开展了基于阈值分割法的超
作者简介: 吕洪涛( 1989- ), 男, 博士, 工程师, 主要从事常规线性超
声 C 扫描图像缺陷面积计算, 为钎焊缺陷面积的计
声、 非线性超声、 相控阵超声和信号分析等无损检测相关技术研究工作
算提供了解决途径。然而, 研究工作未考虑结构特
通信作者: 吕洪涛, hon g taol y u@139.com
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2022 年 第 44 卷 第 12 期
无损检测