记录——超声相控阵,斜入射;大道理(取自主论文)

本文深入探讨了超声波阵列成像技术在无损检测中的应用,重点介绍了全聚焦法(TFM)和虚拟源孔径(VSA)技术。TFM作为超声成像的‘黄金标准’,而VSA则通过优化数据量和信噪比,提高了检测效率。文章还讨论了表面几何结构估计方法及其挑战。

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超声波阵列成像在无损检测(NDT)中的应用非常普遍[1]。全聚焦法(TFM)是一种先进的脉冲脉冲反射探伤法,它使用与测试材料接触的阵列,生成内部缺陷的全聚焦图像。
在超声成像中,它通常被称为“黄金标准”[3,4]。

虚拟源孔径(VSA)最初是在医学上引入的[7],但后来已应用于无损检测[8]。该技术使用TFM算法进行成像,但是,与使用FMC-TFM每个单元单独发射不同,多个单元共同发射来创建光束轮廓,就像它来自阵列后面的一个奇异点(如图1所示)。
然后每个单元分别接收。当多个单元一起发射而不是单独发射时,已经显示出VSA可以提高返回的A扫描信号的信噪比(SNR)[9]。与FMC-TFM相比,VSA的优势在于,使用减少的数据量来构造具有类似信噪比的图像,从而允许更高的检测率[10]。多个虚拟震源发射[8]可扩大检查角度。但是,必须仔细设置虚拟源,并注意确保光束前沿的行为符合预期,因为性能可能受到元件尺寸和每次激发的元件数量的影响[11]。VSA是一种相对较新的技术,因此没有像FMC-TFM那样得到广泛的应用。

如果表面的几何结构未知,可首先使用超声波方法估计表面。通常使用第一个响应(第一个反射波返回阵元)时间。
通常,第一响应定义为超声响应第一次穿过某个振幅阈值(临界值,门槛),主要是来自测试材料表面的响应。长期的上升和下降时间意味着简单的交叉振幅阈值技术容易出错[18],因为振幅交叉阈值的时间可能不是信号的开始,特别是当初始信号被低振幅背景噪声隐藏时,然而,存在减少或消除这种错误的方法[19]。

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