Page 61 - 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

表2 直达波抑制前后的信噪比 成像效果。
微波检测试验探头 从图7所示缺陷成像图中提取穿过缺陷中心
参 数 低频段 高频段 矩形 的扫查曲线, 提取扫查曲线中极大值对应的位置
双脊波导 双脊波导 波导
坐标作为缺陷中心, 随后提取缺陷中心左右两边

抑制前信噪比 / dB -0.2226 -0.0970 -0.3727
相邻的极小值点位置坐标作为缺陷边缘, 进一步

抑制后信噪比 / dB 3.5282 2.6969 4.0867
获得各埋深缺陷的二维平面尺寸。图 7 所示图像
由表2中数据可以看出, 在直达波抑制处理后, 对应的各缺陷面积评估值如表 3 所示。由表 3 可
各微波探头所获取的缺陷图像质量均得到了明显提 见, 高频段双脊波导缺陷成像图中所测得的缺陷
升, 且矩形波导在直达波抑制前后的成像质量均为 平面尺寸精度最高, 矩形波导次之, 低频段双脊波
最佳。抑制后的低频段双脊波导对应的缺陷图像信 导精度最差。综合分析表明, 采用高频段双脊波
噪比虽然高于高频段双脊波导的, 但其成像图中存 导, 结合所提基于SVD 的直达波抑制方法, 可实现
在两个高亮的缺陷区域。综合比较表明, 低频段双 对 PE构件埋深缺陷精度较高的微波近场检测及
脊波导的缺陷成像效果实则不如高频段双脊波导的 可视化定量评估。

表3 图7所示图像对应的各缺陷面积评估值 mm 2
缺陷序号
参 数 平均相对误差 / %
#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9

实际面积 1 256.6 706.9 1256.6 1600 900 1600 1200 490 350 -

低频段双脊波导评估面积 1385.4 706.9 1520.5 1760 960 2112 1448 608 408 15.69

高频段双脊波导评估面积 1385.4 706.9 1385.4 1600 900 1600 1280 576 432 7.57

矩形波导评估面积 1385.4 804.2 1256.6 1764 900 1764 1240 504 476 9.63

2021 , 37 ( 6 ): 33-35 , 40.
3 结论
[ 5 ] ZHENGJY , ZHANGY , HOU DS , etal.Areview

建立了微波扫频定量检测试验平台, 通过系列 of nondestructive examination technolo gy for

试验探究了 PE 结构埋深缺陷高精度成像的核心方 p ol y eth y lene p i p einnuclear p ower p lant [ J ] .Frontiers

ofMechanicalEn g ineerin g , 2018 , 13 ( 4 ): 535-545.
法。试 验 中 使 用 11.0~26.5GHz 的 双 脊 波 导,
[ 6 ] 郭伟灿, 施建峰, 缪存坚, 等. 聚乙烯电熔接头超声相

18.0~40.0GHz的双脊波导及 26.5~40.0GHz
控阵检测缺陷自动识别方法[ J ] . 无损检测, 2017 , 39
的矩形波导 3 种微波探头分别对 PE 试件进行测
( 6 ): 13-18 , 72.
量, 提取时域信号面积作为信号特征进行缺陷成 [ 7 ] 王振超, 张莹, 彭伊娟, 等. 聚乙烯管道热熔接头可靠性
像, 并利用基于 SVD 的直达波抑制算法实现高质 评价方法研究[ J ] . 中国塑料, 2022 , 36 ( 1 ): 148-159.

量缺陷成像, 得出以下结论。 [ 8 ] LIZ , HAIGH A , SOUTIS C , etal.A review of

( 1 ) SVD 直达波抑制算法有效地抑制了实际 microwavetestin gofg lassfibre-reinforcedp ol y mer

检测中的直达波, 显著提升了缺陷成像质量。 com p osites [ J ] . Nondestructive Testin g and
( 2 ) 3种微波探头都可以检测出 PE 试件中所 Evaluation , 2019 , 34 ( 4 ): 429-458.

有类型的埋深缺陷。矩形波导所测缺陷成像图像的 [ 9 ] LI ZC , ZHOULC , LEIHS , etal.Microwavenear-

fieldandfar-fieldima g in g ofcom p osite p latewithhat
信噪比最高, 即图像质量最好; 同时, 18.0~40.0GHz
stiffeners [ J ] .Com p ositesPartB : En g ineerin g , 2019 ,
的双脊波导所测得的缺陷尺寸精度最高。
161 : 87-95.
参考文献: [ 10 ] 回沛林, 李勇, 王若男, 等.GFRP 材料损失缺陷的微
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为的发展[ J ] . 塑料, 2019 , 48 ( 5 ): 107-110. 110-113.

[ 2 ] 陈林. 高强高模聚乙烯纤维之性能及其用途探析[ J ] . [ 11 ] RAHMAN M S U , HARYONO A , ABOU-

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测技术研究[ J ] . 电子测量技术, 2020 , 43 ( 11 ): 16-21. p ol y eth y lenep i p es [ J ] .Journalof Nondestructive
[ 4 ] 蔡勤, 戚政武, 韩佩城, 等. 聚乙烯燃气管道热熔接头 Evaluation , 2020 , 39 ( 1 ): 26.
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2023年 第45卷 第9期
无损检测