[發(fā)明專利]一種雙陣列超聲成像檢測方法及檢測裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210025094.2
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114428118A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 莊澤宇;馬驥;宋波;桂生;王建;毛捷;廉國選;周昌智;易一平
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01N29/24;G01N29/44
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;李彪

本發(fā)明屬于超聲波無損檢測和粗晶材料或焊縫的檢測技術領域，具體地說，涉及一種雙陣列超聲成像檢測方法及檢測裝置，該方法包括：將第一超聲換能器陣列和第二超聲換能器陣列選取特定的耦合方式進行耦合，并相對對稱放置在待測工件的兩側，記錄待測工件分別與上述兩個換能器陣列的相對位置；針對第一超聲換能器陣列和第二超聲換能器陣列，采用不同的全矩陣發(fā)射接收模式，向待測工件發(fā)射超聲波，獲得不同的全矩陣數(shù)據體，再結合全聚焦成像方法，獲得全聚焦成像幅值，并進行歸一化處理，獲得成像檢測結果；根據成像檢測結果，判定待測工件中是否有缺陷。

技術領域

本發(fā)明屬于超聲波無損檢測和粗晶材料或焊縫的檢測技術領域，具體地說，涉及一種雙陣列超聲成像檢測方法及檢測裝置。

背景技術

由于粗晶材料的晶粒較大，超聲散射強，進行單陣列成像檢測時，超聲波在靠近陣列陣元的晶粒間多次散射，導致各通道信號中多重散射信號比例很高，成像時會在圖像中引入很大的噪聲，使成像結果信噪比低，不利于缺陷的判別。傳統(tǒng)的解決辦法只有降低信號的頻率，來減弱多重散射，但是這樣會降低小缺陷的檢出率；各陣元間的多次散射信號會隨著收發(fā)陣元間距的增加而降低。

目前，已有的技術大多采用并列雙探頭布置方式，探頭有雙晶片聚焦探頭、雙1維、1.5維或單個2維陣列探頭的方式進行收發(fā)分離的信號采集方式(TR方式)。但是，傳統(tǒng)雙1維線陣探頭(Dual Linear Arrays，DLA)只能在某個深度范圍內有較好的聚焦效果；雙二維面陣探頭(Dual Matrix Arrays，DMA)可以調整聚焦深度，但由于通道數(shù)量有限，難以兼顧兩個維度的聚焦效果。

其次，現(xiàn)有的雙陣列或2維陣列采集技術，采用傳統(tǒng)的相控陣波束形成成像算法或全聚焦成像算法，但是，陣列間距較小，粗晶材料的強背散射依然會干擾成像結果。

發(fā)明內容

為解決現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，本發(fā)明提出了一種雙陣列超聲成像檢測方法，該方法可以實現(xiàn)對粗晶材料和焊縫中的缺陷的成像檢測，具有高信噪比的優(yōu)點。

本發(fā)明提供了一種雙陣列超聲成像檢測方法，該方法包括：

將第一超聲換能器陣列和第二超聲換能器陣列選取特定的耦合方式進行耦合，并相對對稱放置在待測工件的兩側，記錄待測工件分別與上述兩個換能器陣列的相對位置；

針對第一超聲換能器陣列和第二超聲換能器陣列，采用不同的全矩陣發(fā)射接收模式，向待測工件發(fā)射超聲波，獲得不同的全矩陣數(shù)據體，再結合全聚焦成像方法，獲得全聚焦成像幅值，并進行歸一化處理，獲得成像檢測結果；

根據成像檢測結果，判定待測工件中是否有缺陷。

作為上述技術方案的改進之一，所述不同的全矩陣發(fā)射接收模式為第一超聲換能器陣列發(fā)射第二超聲換能器陣列接收、第一超聲換能器陣列發(fā)射第一超聲換能器陣列接收、第二超聲換能器陣列發(fā)射第一超聲換能器陣列接收或第二超聲換能器陣列發(fā)射第二超聲換能器陣列接收。

作為上述技術方案的改進之一，所述針對第一超聲換能器陣列和第二超聲換能器陣列，采用不同的全矩陣發(fā)射接收模式，向待測工件發(fā)射超聲波，獲得不同的全矩陣數(shù)據體，再結合全聚焦成像方法，獲得全聚焦成像幅值，并進行歸一化處理，獲得成像檢測結果；其具體過程包括：

當不同的全矩陣發(fā)射接收模式為第一超聲換能器陣列發(fā)射第二超聲換能器陣列接收時，進行如下的成像檢測過程；

假設第一超聲換能器陣列中的各個發(fā)射陣元依次進行激勵，向待測工件發(fā)射超聲波；第二換能器陣列中的各個接收陣元接收該待測工件反射回來的第一回波信號，并用時間序列向量t，第一超聲換能器陣列中發(fā)射陣元的位置坐標向量和第二超聲換能器陣列中接收陣元的位置坐標向量進行描述，記為具有三元數(shù)組格式的全矩陣數(shù)據體

再結合全聚焦成像方法，獲得全矩陣成像幅值向量