Page 108 - 无损检测2025年第三期

黄 隐，等：

两项超声全聚焦检测技术国家标准的验证

纵波LL全聚焦模式下的不同深度横孔的图像，可
见相同大小不同深度的横孔信号图像显示尺寸差异
较小，分辨力较高。图1（f）为横波TT全聚焦模式
下的不同深度横孔图像，可见相同大小不同深度的
横孔信号图像显示尺寸差异较小，分辨力较高。在
全聚焦技术成像中，条件良好的感兴趣区内任一
点均可获得良好的空间分辨力。图 1（g）为PAUT
纵波扇扫描聚焦模式下的不同深度垂直排列横孔
图像，可见非聚焦位置的横孔图像分辨力很差，横
孔图像放大严重，声束能聚焦在有限的位置，通
常在固定深度、投影平面或沿声束的固定声程处。

图1（h）为全聚焦纵波LL模式下的不同深度垂直排
列横孔图像，可以看出，全聚焦模式显示的横孔图像
尺寸差异较小，采用全聚焦技术处理图像时，在感兴
趣区内的所有点(由高分辨率栅格定义)均能聚焦。
经过试验验证和图像对比后可知，两项全聚焦
技术标准中关于全聚焦技术的图像显示特点与实测
结果基本一致，PAUT声束能聚焦在有限的位置， 采
用TFM处理图像时，在感兴趣区内的所有点均能聚
焦。目前国内外FMC/TFM仪器对全聚焦图像的显
示特征与标准附录A的聚焦的描述基本相符。
2.3.2 全聚焦相控阵超声检测不同频率探头对缺
陷显示图像的影响
全聚焦技术通常使用超声阵列探头全部阵元以
获得最佳聚焦成像性能，尽量使用较小的阵元间距
以避免空间混叠，合适的阵列尺寸能得到最佳成像
效果。为测试阵列探头频率对全聚焦成像效果的影
响，使用不同频率阵列探头在水平方向与垂直方向
分别测试试块中的横孔（见图2）。
图 1 不同模式下 PAUT 与 TFM 的显示图像对比 不同频率探头全聚焦测试的成像结果如图3所
内，图像分辨力很差。图1（b）为PAUT纵波线扫描 示，可以看出，频率低的探头由于单个晶片穿透能力
聚焦模式下的不同深度横孔图像，聚焦深度位置附 比频率高的探头强，故其全聚焦的横孔信号幅值比
近的横孔图像分辨力较强，远离聚焦深度位置的图 高频探头的强，低频探头全聚焦图像的分辨力比高
像分辨力较差。图1（c）为PAUT横波扇扫描不聚 频探头的差。在实际检测中，还是应根据检测需求
焦模式下的不同深度横孔图像，由于探头激发孔径 来选择合适频率的探头。
较大，横孔处于近场范围内，故图像分辨力很差。图 2.3.3 全聚焦成像区域分辨率对成像图像影响
1（d）为PAUT横波扇扫描聚焦模式下的不同深度 全聚焦技术需设置全聚焦成像区域，成像区域
横孔图像，可见，图像分辨力明显提高，在非聚焦位 需设置成像点分辨率，成像区域分辨率越高，聚焦成
置的分辨力比聚焦位置的差一些。 像点越多，数据量越大，检测速度降低。成像区域的
从常规PAUT图像可以看出，如果使用未聚焦 分辨率变化对显示图像的分辨力的影响不是很大，
的声束，PAUT空间分辨力差，主要目的用于检测 成像区域不同分辨率显示的缺陷图像如图4所示。
不连续，而非定量。如果使用了聚焦，则能获得良 由图4可知，成像区域分辨率对缺陷显示分辨
好的空间分辨力，但只局限在焦点处。图 1（e）为 力影响不大，但是成像区域分辨率不同会对缺陷幅
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2025 年 第 47 卷 第 3 期
无损检测