Page 132 - 无损检测2023年第十期

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获得与真实计算相位相似的结果。转换后 FMC 过合计所有这些相位符号，即获得了一个较高的
矩阵的每个信号都将被其符号函数替换，因此每 PCI 值。
个数据点将变成 1 或 -1。

PCI 图像计算过程与 TFM 图像相似，首先
计算从激发阵元 E i 到像素点 P 再返回到接收阵元
，然后对该特定信号提取对应于
R j 的声程时间 t ij
该声程时间的相位 Ø ij ；对 FMC 矩阵的所有信号
（转换为符号格式）重复该过程；对所有这些相
位相加求和，得到 PCI 图像中该像素点的相位； 图 3 横通孔强度最大值的像素点成像结果示例
最后对所有像素点重复整个过程，以获得整个 选取一个位于底波中间的像素点，采用相同
PCI 图像。 的方法，显示在激发第一个阵元后获得的 B 扫描
1.2 PCI 图像强度 以及从阵元 1 到底波中间再返回给所有接收阵元

比较有 3 个 横 通 孔（SDH）缺陷试件的 的声程时间（标记为红 X）；接下来观察红色 X
PCI 图像和 TFM 图像（见图 2），可以观察到 : 位置，可以看到其只有在最后一个接收阵元（红
① PCI 几乎消除了表面波和底波；② 3 个 SDH 色矩形位置）上才具有相同的相位（见图 4）。

的 PCI 幅值是相同的；③ PCI 图像中的噪声级别
更高。

图 4 底波中间的像素点成像结果示例

当处理几何结构回波时，如表面波和底波，
大多数对称路径有助于 PCI 成像。在其他所有不
(a)TFM 图像 对称路径上将产生一个非相干的和，也就说表面
波和底波在 PCI 成像中强度值较低。当然对于其
他镜面反射体来说也是一样的，比如分层或未熔
合，这取决于其相对于探头的位置。
当处理振幅信号时，信噪比的高低与缺陷或
指示的性质相关（底波 , 未熔合等）。向工件激
发的能量越大（如提高模拟增益），TFM 图像
的信噪比就越高。而对于相位信号，即使向工件
(b) PCI 图像 发送更大的能量，噪声也只会像指示的相位一样

图 2 含横通孔缺陷试件的 TFM 图像和 PCI 图像对比 在 -1 到 1 之间变化。如果考虑一个均值为零的高
斯噪声，发射 - 接收阵元对越多，信噪比就越高。
那为什么在 PCI 图像中横通孔的强度高，而
因此建议使用更多的阵元（如全矩阵采集或稀疏
几何结构强度低的现象呢？以第一个横通孔中强
度最大值的像素点的成像结果为例（见图 3）进 矩阵采集）。
行说明。在图 3 中，显示了 FMC 矩阵的第 1 列， 因为噪声是 -1 和 1 的总和，理论上 PCI 图
即激发第一个阵元后接收到的 64 组 A 扫描信号， 像的信噪比可以用二项分布来描述。对一个 500 k
由此叠加从阵元 1 到横通孔 1 再到所有接收阵元 像素点的 PCI 图像，使用二项分布来统计全矩阵
的声程时间（图中标记为红 X），可以看到，红 采集（4 096 个信号）和稀疏矩阵采集（1024 个
X 所在位置的所有接收阵元的信号相位相同，通 信号）的整个图像的噪声等级分布，结果表明，
FMC 的噪声优于 6%，16 次激发的稀疏噪声优
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