[发明专利]基于Burg算法的自回归谱外推技术提高TOFD检测纵向分辨率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于Burg算法的自回归谱外推技术提高TOFD检测纵向分辨率的方法，其属于超声无损检测领域。

背景技术

为有效评价被检测对象的物理完整性，就必须对其中所有缺陷进行检测，以及精确定位、定量。目前，超声衍射时差(Time of Flight Diffraction,TOFD)技术是最精确的超声检测与定量方法之一，是利用缺陷上下端的衍射信号传播时间差实现缺陷高度定量。与传统脉冲回波法相比，TOFD技术对垂直的裂纹类缺陷进行检测时更具优势，能够实现缺陷高度的精确定量。

检测纵向分辨率是影响TOFD定量精度的关键因素之一。为进一步提高TOFD检测纵向分辨率，现有方法包括参数优化法、图像能量分布法和频谱分析法等。通过参数优化可以在一定程度上提高TOFD检测分辨率，但是受检测探头频率、缺陷深度等因素制约，纵向分辨率提高有限；图像能量分布法中缺陷信号的提取效果受待处理图像质量影响较大，往往存在缺陷信号分离困难的问题；频谱分析法受探头频带宽度限制，当缺陷上下端传播时间差小于(f为探头频率)时，该方法不再适用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Burg算法的自回归谱外推技术提高TOFD检测纵向分辨率的方法。针对TOFD检测中纵向分辨率不足引起的缺陷上下端衍射信号混叠问题，利用一种基于Burg算法的自回归谱外推技术，通过拓宽缺陷回波信号频带宽度，实现混叠衍射波信号在时域上的分离，从而提高检测信号纵向分辨率，实现缺陷高度定量。

本发明采用的技术方案是：一种基于Burg算法的自回归谱外推技术提高TOFD检测纵向分辨率的方法，其特征是：以系统脉冲信号的-6dB频带宽度为基准，选取该频带范围内的缺陷信号，利用Burg算法估计该频带范围外的缺陷信号，从而拓宽频带宽度，提高缺陷检测的纵向分辨率，实现缺陷高度定量，所述方法的测量步骤如下：

(a)首先对被检工件进行TOFD检测D扫描，初步确定缺陷位置，根据缺陷深度信息选择合适的探头频率、探头角度，并调整探头中心间距、时间窗口范围、检测灵敏度、脉冲重复频率和扫查增量等参数；

(b)根据步骤(a)中确定的TOFD检测参数对被检工件内的目标缺陷进行B扫描，并存储B扫描图像，通过TOFD分析软件将B扫描图像中抛物线顶点处的A扫描信号y(t)导出；

(c)利用与被检工件材质相同的对比试块，得到其底面反射回波信号，将其作为系统脉冲信号，即自回归谱外推处理的参考信号h(t)，对检测信号y(t)和参考信号h(t)分别进行傅里叶变换，利用检测信号y(t)的频域表达式Y(ω)直接除以系统脉冲信号h(t)的频域表达式H(ω)，获得缺陷的估计信号X(ω)，即

X(ω)≅Y(ω)H(ω)=Y(ω)H*(ω)|H(ω)|2---(1)]]>

式中H^*(ω)是H(ω)的共轭复数；