[發明專利]一種基于合成孔徑超聲成像技術的無損檢測方法

有效

• 申請號: 201210480210.6
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN102967657A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 韓慶邦;王茜;徐杉;趙勝永;朱昌平;李建;殷澄;單鳴雷
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G01N29/14
• 分類號: G01N29/14;G01N29/44
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于合成孔徑超聲成像技術的無損檢測裝置，其特征在于包括：產生大功率脈沖信號的信號激勵模塊，與所述信號激勵模塊相連的信號發射接收模塊，與所述發射接收模塊相連的信號采集模塊，基于合成發射孔徑成像技術的信號處理模塊與顯示模塊，所述信號處理模塊與信號采集模塊相連接，所述顯示模塊與信號處理模塊相連接，用于以彩色圖片的形式直觀地展示整個檢測結果。

2.根據權利要求1所述的基于合成孔徑超聲成像技術的無損檢測裝置，其特征在于，所述信號激勵模塊包括以放電原理為核心的高頻大功率脈沖信號發生器、以高頻功率放大器為核心的功率放大模塊；所述大功率脈沖信號發生器采用控制電容充放電產生高壓信號，再經過脈沖變壓器大幅度增大信號幅值來激發脈沖信號的方案，與所述功率放大模塊相連接。

3.根據權利要求1所述的基于合成孔徑超聲成像技術的無損檢測裝置，其特征在于，所述信號發射接收模塊包括發射換能器、接收換能器陣列、旋轉掃描系統；所述旋轉掃描系統與發射換能器和接收換能器陣列相連，用于帶動所述接收換能器陣列繞發射換能器進行360度旋轉。

4.根據權利要求1、3任一權利要求所述的基于合成孔徑超聲成像技術的無損檢測裝置，其特征在于，所述發射換能器為單個與所述信號源相匹配的圓形大功率壓電陶瓷發射換能器，用于發射超聲信號，與所述信號激勵模塊相連。

5.根據權利要求1、3任一權利要求所述的基于合成孔徑超聲成像技術的無損檢測裝置，其特征在于，所述接收換能器陣列為線性陣列，由若干與所述發射換能器相匹配的圓形超聲信號接收換能器等間距線性排列組成，用于接收回波信號，與所述信號采集模塊相連。

6.根據權利要求1所述的基于合成孔徑超聲成像技術的無損檢測裝置，其特征在于，所述信號采集模塊包括運算放大模塊、高速A/D轉換模塊、高速控制模塊和計算機終端，所述各個模塊依次連接。

7.根據權利要求1所述的基于合成孔徑超聲成像技術的無損檢測裝置，其特征在于，所述信號處理模塊包括匹配濾波模塊、功率放大模塊、存儲模塊、合成孔徑超聲成像算法模塊、信號質量比較模塊。

8.根據權利要求7所述的基于合成孔徑超聲成像技術的無損檢測裝置，其特征在于，所述合成孔徑超聲成像算法模塊采用合成發射孔徑成像技術，即通過用合成孔徑技術對單個換能器發射、多個換能器接收的信號進行處理實現聚焦。

9.根據權利要求7所述的基于合成孔徑超聲成像技術的無損檢測裝置，其特征在于，所述信號質量比較模塊對各個方向的經合成孔徑超聲成像技術處理過的信號的質量進行比較，記錄信號質量最優的方向，以便對該方向的數據進行進一步處理。

10.一種基于合成孔徑超聲成像技術的無損檢測方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）信號激勵模塊產生大功率脈沖信號，激勵發射換能器，產生超聲信號；

（2）接收換能器陣列對回波信號進行接收；

（3）信號采集模塊對信號發射接收模塊接收到的信號進行采樣，量化處理；

（4）旋轉掃描系統控制接收換能器陣列繞發射換能器旋轉15度，重復步驟（2）、（3），直至接收換能器陣列較初始位置旋轉了360度為止；

（5）對采集到的回波信號進行匹配濾波、功率放大以及數據存儲；

（6）使用合成孔徑超聲成像技術再次對信號進行處理，即對各個換能器接收到的信號進行合成，從而提高其分辨率；

（7）由信號質量比較模塊對各個方向的信號質量進行比較，找出信號較為明顯的方向；

（8）對步驟（7）中所得到的方向上的信號進行進一步細致的處理，采用波包分解法結合合成孔徑超聲成像算法提高圖像分辨率，并將處理后的信號輸出到顯示模塊；

（9）用彩色圖像展示出所得到的聚焦圖像及相關數據，展示出被測波紋管缺陷存在與否、缺陷位置、缺陷形狀。