Page 47 - 无损检测2024年第十一期

杨贵德，等：

对置阵列多模态全聚焦焊缝检测技术分析

果会出现畸变，图像的判读需要丰富的经验，缺陷定 同时接收回波信号，获得n条A扫描波形数据，依次
性评估较复杂；且由于该技术难以有效获取裂纹尖 遍历激发P1的n个阵元获得n×n条A扫描波形数据；
端衍射信号，缺陷定量分析仍需要采用传统的波幅 ② P2发射P2接收，采集FMC数据，P2任一阵元激
−6 dB法，以至于定量结果尤其是对于缺陷高度和 发超声波，P2的n个阵元同时接收回波信号，获得n
宽度的测量误差较大。 条A扫描波形数据，依次遍历激发P2的n个阵元获
ISO 23864：2021《焊缝无损检测 超声检测 自 得n×n条A扫描波形数据；③ P1 发射P2 接收，采
动化全矩阵捕获/全聚焦技术 （FMC/TFM）及相关 集FMC数据，P1任一阵元激发超声波，P2的n个阵
技术的应用》和ISO 23865：2021《无损检测 超声检 元同时接收回波信号，获得n条A扫描波形数据，依
测 全矩阵捕获/全聚焦技术 （FMC/TFM）及相关 次遍历激发P1 的n个阵元获得n×n条A扫描波形
技术的一般应用》描述了成像路径、不同成像路径 数据；④ P2发射P1接收，采集FMC数据，P2任一
的优点以及典型焊缝不连续的推荐成像路径，但所 阵元激发超声波，P1的n个阵元同时接收回波信号，
有的描述都是在假定缺陷性质已知的基础上再去选 获得n条A扫描波形数据，依次遍历激发P2的n个
阵元获得n×n条A扫描波形数据。
择合适的成像路径进行检测，而实际焊缝检测会随
1.2 模态组合
机遇到各种类型的缺陷，对于究竟应如何选择成像
路径进行组合成像检测以及采用何种方法实现缺陷 文章通过组合对置阵列的以下8种聚焦模态，
实现焊缝外部轮廓结构及内部埋藏缺陷形态的图像
准确定量，标准中并未给出清晰的指导方法。
化表征，降低缺陷定性评估的复杂度。
文章提出了对置阵列多模态全聚焦焊缝检测技
（1）
T-T[L]模态重构，其示意如图 2 所示。对
术，采用全聚焦方法重构出被检测焊缝的多个TFM
P1采集的FMC数据采用T-T[L]模态重构，焊缝中
子图像，并在规定的共同空间坐标系，把多个TFM
下部水平分布缺陷的左尖端衍射信号，焊缝中下部
子图像按照一定的算法实时进行图像融合，重构出
右斜向分布缺陷的反射面。
焊缝轮廓结构以及内部埋藏缺陷的真实形态，降低
缺陷定性难度；并根据模态组合检测结果显示的缺
陷形态，分析并去除影响衍射信号显示和测量的模
态，只保留含有衍射信号的模态并融合成新的超声
影像，以清晰呈现出焊缝内部埋藏缺陷的尖端衍射
信号，实现焊缝内部埋藏缺陷的精确定量测量。

1 方法论述

1.1 数据采集
图 2 T-T[L] 模态重构示意
对置阵列数据采集模型如图1所示， 两个阵列探
T-T[R]模态重构，其示意如图 3 所示。对
（2）
头布置在被检测焊缝的两侧，焊缝左侧阵列探头P1
P2采集的FMC数据采用T-T[R]模态重构，焊缝中
（阵元数目为n），焊缝右侧阵列探头P2（阵元数目为
下部水平分布缺陷的右尖端衍射信号，焊缝中下部
n）。数据采集分为以下几个过程：① P1发射P1接收，
左斜向分布缺陷的反射面。
采集FMC数据，P1任一阵元激发超声波， n个阵元

图 1 对置阵列数据采集模型 图 3 T-T[R] 模态重构示意
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2024 年 第 46 卷 第 11 期
无损检测