[發明專利]一種高清晰焊縫超聲成像無損檢測方法及檢測系統

無效

• 申請號: 200710120133.2
• 申請日: 2007-08-10
• 公開（公告）號: CN101101277A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 陳鐵群;戴光智;薛家祥;謝寶忠
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所
• 代理人: 魏殿紳

技術領域

本發明涉及一種超聲成像無損檢測方法及檢測系統，尤其涉及一種高清晰焊縫超聲成像無損檢測方法及檢測系統。

背景技術

焊縫是焊接結構中最薄弱部位，焊接結構失效引起的事故約有70％是由焊縫失效引起的。但是目前我國自動化焊接水平較低，對焊接結構的在線質量檢測手段尤其缺乏，因此，迫切需要一種能對焊縫缺陷進行自動、快速檢測的無損檢測方法。在焊縫缺陷檢測中，超聲檢測是目前公認的最有效的常規無損檢測方法之一。在現代無損檢測技術中，超聲成像技術是一種令人矚目的新技術，是超聲檢測的進一步發展。到目前為止，工業超聲無損檢測大多還停留在了解材料與構件內是否有缺陷，或憑經驗大致判斷缺陷的大小與位置。超聲成像成為現代定量無損檢測的一種重要技術，可實現精確的缺陷定量，如缺陷的大小、位置、形狀或性質(氣孔、夾渣或裂紋等)。超聲圖像是通過超聲信號與調色板之間建立起來的某種對應關系而形成的，因此數字圖像處理技術構成了超聲成像和超聲圖像處理的基礎。目前，數字圖像處理技術在超聲領域中的應用主要是醫學超聲和工業中的超聲無損檢測兩大塊。醫學超聲圖像處理技術在圖像理解、基礎研究、超聲圖像改善等多個領域取得了長足進展，而工業超聲無損檢測技術還沒有醫學應用上那么成功，在超聲檢測中的研究也不像射線檢測中研究深入和達到實用，關于工業超聲圖像處理的文章和研究成果還比較少。國內浙江大學應用數字圖像技術對復合材料、航空透明件、曲面型工件、棒材和鍛件等工件進行缺陷檢測方面的研究，在超聲無損檢測的實踐中取得了較好的應用。

伴隨著圖像處理技術的發展，圖像質量始終是這一技術的研究重點，而圖像空間分辨率(包括橫向和縱向分辨率)是圖像質量評價的一項關鍵性指標。然而，現有的超聲成像設備由于受到成像條件和成像方式的限制，難以獲得高分辨率的圖像。對于超聲成像系統而言，橫向分辨率是所有工作指標中最重要的一個，對超聲圖像的質量起著至關重要的作用，表現為圖像細膩，微小結構顯示清楚。為了提高成像的橫向分辨率，一個有前景的解決方法是使用信號處理技術從多幅低分辨率觀察圖像來獲得高分辨率圖像，即低分辨率圖像序列的超分辨率重建技術。該技術可用于現有成像系統不能提供滿意圖像分辨率的情況，如提高遙感圖像、CT、核磁共振、超聲波圖像和各種監控圖像等的分辨率。其主要優點是成本較低，并且能利用現有的低分辨率成像系統就可以使輸出圖像的質量得到很大程度的提高，既改善圖像的視覺效果，又便于計算機對圖像進行分析、處理和識別。

從目前的研究現狀來看，序列圖像的超分辨率重建和超聲成像技術互相獨立，還沒有將二者結合的先例；更沒有將序列圖像的超分辨率重建、微掃描成像和超聲成像技術三者結合的先例；甚至沒有精密機械掃描裝置和微掃描成像結合的先例。而能夠實現微掃描的裝置和能夠獲得較高分辨率的超聲成像設備一般采用復雜的加工工藝，成本很高。

本發明根據超聲波波長較長(大約在0.5mm數量級)，以及工業超聲圖像的像元較大(約為數百至數十個微米之間)的特點，采用精密機械掃描裝置實現超聲微掃描成像技術，從而將多圖像的超分辨率重建和超聲成像結合起來，為焊縫微小缺陷的識別找到了方法。

發明內容

鑒于上述現有技術的現狀和存在的問題，本發明的一個目的在于，提供一種高清晰焊縫超聲成像無損檢測方法及檢測系統，該方法和系統除具有常規的掃描超聲成像功能外，還具有超分辨率成像功能，可突破現有超聲成像設備的分辨率限制，利用多幀關于同一場景的互有位移的降質圖像重建高分辨率高質量圖像，提高超聲成像設備對焊縫中細微缺陷的識別能力。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種高清晰焊縫超聲成像無損檢測方法，包括：