[發明專利]一種基于散射場信息的超聲蘭姆波層析成像方法

在審

• 申請號: 201910506674.1
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN112083073A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 呂貴陽
• 申請（專利權）人: 戈昱科技（上海）有限公司
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01N29/44
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 趙朋曉

本發明提供一種基于散射場信息的超聲蘭姆波層析成像方法，涉及超聲波無損檢測領域，所述方法包括步驟1：獲取待測試件缺陷的散射場數據；步驟2：基于散射場數據，利用缺陷重構算法重構待測試件缺陷的形狀和大小。本發明利用超聲蘭姆波與待測試件缺陷相互作用產生散射場數據，基于散射場數據，使用衍射層析投影定理重構缺陷的形狀和大小。

技術領域

本發明涉及超聲波無損檢測領域，尤其涉及一種基于散射場信息的超聲蘭姆波層析成像方法。

背景技術

超聲波無損檢測技術的檢測能力強，常用來檢測待測試件內部的缺陷，可以檢測到幾米深的金屬內部，因此廣泛應用于無損檢測技術中。現有的超聲波檢測首先是使超聲波入射待測試件，超聲波與待測試件相互作用產生反射波、透射波以及散射波；然后對反射波、透射波以及散射波進行研究分析；最終基于研究分析結果達到對待測試件缺陷宏觀檢測的目的。

縱波檢測和橫波檢測是超聲波無損檢測中兩種常用方法，但這兩種方法對于薄板的探傷都很困難。超聲波入射到薄板時，經過薄板上下面的反射，傳播一定距離后，超聲波已不再是入射時簡單的橫波或者縱波，而變成了一種新的超聲波形式即超聲蘭姆波(Lambwave)，超聲蘭姆波跟其他超聲波一樣在傳播過程實際上就是能量傳遞過程，當入射波在介質中傳播遇到孔洞、夾雜等障礙物時，入射波能量的傳遞將會受到不同程度的阻礙產生散射波，散射波將會有選擇地向各個方向傳播，在散射波的遠場信息中包含有散射體自身的一些特征信息，如缺陷的位置、形狀、尺寸、方位等，因而超聲蘭姆波散射的遠場信息是研究超聲蘭姆波問題的基礎。

通過散射波的遠場位移模式和散射截面來描述超聲蘭姆波散射的遠場特性。其中，散射波的遠場位移模式是指散射波的位移場中與散射體有關的部分在遠場時的一種漸近表達式，它攜帶了散射體的各種信息。因此，通過研究超聲蘭姆波遇到不同缺陷時散射場的特性，進而定性定量的重構出缺陷，對于地質勘測和探礦、震害研究、水下探測和目標識別、無損檢測及探傷等領域有重要意義。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于散射場信息的超聲蘭姆波層析成像方法，利用超聲蘭姆波與待測試件缺陷相互作用產生散射場數據，基于散射場數據，使用衍射層析投影定理重構缺陷的形狀和大小。

本發明提供一種基于散射場信息的超聲蘭姆波層析成像方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：獲取待測試件缺陷的散射場數據；

步驟2：基于散射場數據，利用缺陷重構算法重構待測試件缺陷的形狀和大小。

進一步的，獲取待測試件缺陷的散射場數據的步驟為：

步驟1.1：確定待測試件缺陷的超聲蘭姆波入射角度，在360°范圍內，沿著入射角度入射待測試件，進行衍射投影；

步驟1.2：利用圓環形結構數據接收模型接收各個方向的散射場數據。

進一步的，衍射投影的個數為8。

進一步的，利用缺陷重構算法重構待測試件缺陷的形狀和大小的步驟為：

步驟2.1：對散射場數據進行一維傅立葉變換，得到不同入射角度下待測試件缺陷的二維傅立葉變換域在各圓弧上分布的傅立葉值；

步驟2.2：對于圓弧上分布的傅立葉值進行二維傅立葉反變換，利用衍射層析投影定理重構待測試件缺陷的形狀和大小。

進一步的，待測試件缺陷的形狀包括圓形、正方形、十字形、橢圓形、矩形、以及跑道形。

進一步的，待測試件圓形缺陷的超聲蘭姆波入射角度為0°，正方形缺陷、十字形缺陷的超聲蘭姆波入射角度為0～45°，橢圓形缺陷、矩形缺陷、跑道形缺陷的超聲蘭姆波入射角度為0～90°。