Page 71 - 无损检测2024年第七期

马朝阳，等：

特种设备用激光熔化沉积钛合金构件的超声检测

述模拟得到的超声波全波数据的基础上加入的。接 波信号中。
口噪声的强度为 在全波数据中加入比信号低14 dB的接口噪声，
A P 基于归一化相关方法的CIVA模拟信号处理如图4
S NR=20lg s =10lg s （6）
A P 所示。通过比较上述A扫描信号和C扫描成像结果，
n n
式中：A 为φ1. 0 mm平底孔中心的回波信号振幅； 经过归一化互相关处理后，时间轴方向的非相干噪
s
A 为噪声振幅；P 为上述回波信号功率；P 为噪声 声被抑制，平底孔缺陷的回波信号得到加强。与处
s
n
n
功率。 理前的信号相比，上述信号处理结果具有更高的信
计算相应信噪比下的附加噪声功率P noise 值，在 噪比，验证了归一化互相关方法在高背景噪声物体
MATLAB中将相应功率的接口噪声加入至模拟全 中的有效性。

图 4 基于归一化互相关方法的 CIVA 模拟数据信号处理
2.3 归一化互相关系数测量的可靠性
在试件的每个测试面上选择一个没有预埋缺陷
的10 mm×10 mm（长×宽） 区域（共121个采集点），
用上述试验装置获得噪声数据。参考信号（来自水-
钛界面）被加入至每个测试面的噪声数据中，参考
信号的比例因子也由式（6）确定。信号的加入位置
与每个测试面的深度一致。为了消除对归一化互相
关系数测量的可靠性分析的影响，文章截断了初始
波和底波。将比噪声高8 dB和20 dB的参考信号加
入钛合金试件背景噪声后的波形如图5所示。
通过将加入信号本身作为特定信噪比的噪声参
考信号数据，并计算归一化互相关系数的标准偏差
S Dρ ，可以评价信噪比下缺陷信号（与参考信号一致）
的归一化互相关系数测量的可靠性。文章将加入和 图 5 参考信号加入试件接口噪声后的 A 扫描信号
计算的参考信号设定为水-钛界面的回波信号，从而 一化互相关系数的标准偏差，范围从4 dB到20 dB，
评价归一化互相关系数检测方法对TC11钛合金试 如图6所示。从图6可以看出，不同信噪比对应的各
件平底孔缺陷的检测可靠性。 测试面的不确定度变化基本一致；参考信号和测量信
在试件各测试面（沉积面x、沉积面y、印刷面z） 号之间的归一化互相关系数差值大于0. 3，表明测量
提取的噪声中，分别计算了11个不同信噪比下的归 信号和参考信号之间存在着弱的相似性。因此，归一
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2024 年 第 46 卷 第 7 期
无损检测