Page 60 - 无损检测2023年第九期

王若男, 等:

PE结构埋深缺陷的微波无损可视化检测

, 其中 r 为A 的秩。 线上前两个或前三个数值最大的奇异值人为置 0 ,
系 σ 1≥σ 2≥ … ≥σ r

一般说来, 奇异值的分布曲线呈现正倒数函数 随后将处理后的S 代入到公式 ( 1 )中, 结合已求得
的趋势, 即第一个奇异值最大, 随后的奇异值发生陡 的U 和V 重构矩阵A 。对于S 11 实部数据和S 11 虚
中, 数值相对 部数据按照上述方法处理, 获得直达波抑制后的
降, 逐渐趋于平缓, 最后趋于0 。在σ i
较大的奇异值蕴含更多的图像信息, 其中数值最大 S 11 实部数据阵 A re 和 S 11 虚部数据阵 A im 。基于
的奇异值与检测信号中直达波成分间的关联度最 A re 和A im , 通过傅里叶逆变换获得其对应的时域信
高。因此, 在具体直达波抑制处理中, 首先对 A 进 号数据, 并提取时域信号面积进行缺陷成像, 直达波
行 SVD 分解获得U 、 V 和S , 然后将S 中矩阵对角 抑制后的微波检测信号如图6所示。

图6 直达波抑制后的微波检测信号
从图6中可以看到, 直达波抑制后非缺陷点的 号接近于0 , 这说明 SVD 直达波消除方法极大地抑
时域信号和频域信号均位于缺陷点信号的下方, 与 制了非缺陷点的微波检测信号。提取时域信号面积
图4相比, 直达波抑制后缺陷处与非缺陷处的信号 进行缺陷成像, 直达波抑制后的试件缺陷成像结果
差异被显著放大。且图 6 ( b ) 中非缺陷点的时域信 如图7所示。

图7 直达波抑制后的 PE试件背面缺陷成像结果
通过对比图5和图7可以发现, 经所提直达波抑 像结果反映出了更为丰富的缺陷信息。
制算法处理后, 重建的缺陷图像对比度显著提高, 可清 为了定量分析直达波抑制前后图像质量的提

晰呈现缺陷轮廓。从图7亦可看出, 矩形波导与高频 升, 利用公式 ( 3 )分别计算各缺陷成像图的信噪比

段双脊波导的缺陷成像效果较好, 且在对缺陷#7的可 a d- a b
S NR= ( 3 )
视化方面, 矩形波导最优。低频段双脊波导的缺陷成 a b
像效果依旧较差, 缺陷边缘存在失真。图7中缺陷区 式中: a d 和a b 分别为缺陷区域、 无缺陷区域( 背景)
域呈现为高亮色, 表明经过文章方法处理后, 直达波在 的信号特征均值。
检测信号中占比显著减少, 信号特征对缺陷的响应灵 直达 波 抑 制 前 后 的 信 噪 比 计 算 结 果 如 表 2
敏度、 缺陷图像与缺陷回波间的关联得以有效提升, 成 所示。

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2023年 第45卷 第9期
无损检测