[發明專利]重構非均勻介質中缺陷形狀的方法

無效

• 申請號: 201010131246.4
• 申請日: 2010-03-18
• 公開（公告）號: CN101819182A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 鄭鋼豐;鄭禮全;邱軼兵;李玲
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01B17/06
• 代理公司: 合肥誠興知識產權代理有限公司 34109
• 代理人: 湯茂盛

技術領域

本發明涉及無損檢測領域，具體涉及一種重構非均勻介質中的缺陷 形狀的方法。

背景技術

隨著我國現代化建設的發展，無損檢測的方法無論在高科技建設方 面還是在基礎設施建設方面都發揮著及其重要的作用。無損檢測(NDT) 就是一種采用聲、光、電、磁等物理原理對被檢對象進行檢測，在不損 壞、不破壞被檢對象的情況下，獲得被檢對象的各種信息(如內部、表面 的不連續、位置、大小、形狀等等)的方法。常用的無損檢測方法有射 線照相、滲透檢測、磁粉檢測、超聲檢測、渦流檢測五大方法。其中所 述的超聲波檢測是利用物體自身或缺陷的聲學特性對超聲波傳播的 影響，來檢測物體的缺陷或某些物理特性。

非均勻介質是指含相關散射體的介質(即一個理想的散射體模型， 散射體所占的體積比較大且產生較強的散射效果)或者是指含不相關散 射體的介質(即一個理想的散射體模型，散射體所占的體積比特別小且 產生非常弱小的散射)。其中非均勻介質中的缺陷具體可指非均勻介質 中的包裹、夾雜、空洞及裂紋等，在對非均勻介質中所含缺陷進行定量 檢測時，常常會受到非均勻介質中的缺陷形狀的限制，從而造成對非均 勻介質中的缺陷的定量檢測帶來很大困難，如果能知道非均勻介質中的 缺陷形狀，就可以根據缺陷形狀判斷非均勻介質的服役時間、以及缺陷 的可能發展趨勢，從而避免一些事故的發生，提高非均勻介質的使用可 靠性。

發明內容

本發明的目的是提供一種重構非均勻介質中的缺陷形狀的方法，該 方法簡單方便，能快速、準確、低成本的重構出非均勻介質中三維缺陷 的形狀。

本發明的重構非均勻介質中的缺陷形狀的方法，包括以下步驟：首 先利用超聲波檢測系統檢測非均勻介質，獲得非均勻介質中的缺陷回波 幅值，在計算機中利用工程計算軟件對公式(1)和(2)進行程序編寫， 然后輸入相應的缺陷回波的幅值即可實現非均勻介質的缺陷形狀的重 構，

其中x是特征函數Γ(x)和γ_H(x)的參數，是單位矢量指向y_m方向的分 量，表示缺陷散射場縱波的散射幅值，k_L表示縱波波數，f表示 頻率，是單位矢量指向y方向，表示單位球上的積分，C_L(f) 就是非均勻介質中的相速度。

本發明的重構非均勻介質中缺陷形狀的方法，通過超聲波檢測系統 檢測非均勻介質從而獲得分均勻介質中的缺陷回波幅值，其中公式(1) 和(2)是根據均勻的各向同性介質中的三維Born近似公式和三維 Kirchhoff近似公式中分別引入相速度式而導出的，再利用相關工程計 算軟件對公式(1)和(2)進行編程，然后再代入相應的缺陷回波幅值 即可對非均勻介質中的缺陷形狀進行重構，所以本發明的重構非均勻介 質中缺陷形狀的方法簡單方便，能快速、準確、低成本的重構出非均勻 介質中三維缺陷的形狀。

附圖說明

圖1是本發明的流程圖；

圖2含人工缺陷的水泥砂漿試件圖；

圖3非均勻化的三維Born近似公式重構出水泥砂漿試件中的三維 缺陷形狀；

圖4非均勻化的三維Kirchhoff近似公式重構出水泥砂漿試件中的 三維缺陷形狀。

具體實施方式

本發明的重構非均勻介質中的缺陷形狀的方法，其中所述的超聲波 檢測系統檢測非均勻介質包括以下步驟：將超聲傳感器置于非均勻介質 的表面，優選的是超聲傳感器與非均勻介質的表面垂直接觸，且超聲傳 感器與非均勻介質之間采用白凡士林作為耦合劑；超聲波脈沖發射/接 收儀產生一個脈沖信號施加于超聲波傳感器，本發明中優選的超聲波脈 沖發射/接收儀為Model5800型探傷儀，超聲波傳感器在非均勻介質中 產生一束縱波，該縱波在非均勻介質中遇到缺陷產生的回波信號又傳輸 到超聲波傳感器，超聲波傳感器接收到回波信號再經超聲波脈沖發射/ 接收儀后將其送入數字示波器，數字示波器通過分析反射回波信號，以 數據的形式將其存儲在計算機中，采用上述技術方案，能快速、準確的 檢測出非均勻介質中所存在的缺陷。