[发明专利]一种超声无损检测数据的结构噪声数字滤波方法

说明书

本发明公开了一种超声无损检测数据的结构噪声数字滤波方法，包括以下步骤：S1.超声无损检测设备沿扫查路径上每一个采样位置进行数据检测，获取各采样位置对应的A扫数据，并形成原始二维数组；S2.将原始二维数组作为图像显示，此时结构化噪声具有明显的几何特征，根据结构化噪声的几何特征构建数字滤波器；S3.利用构建的数字滤波器对二维原始数据进行滤波，实现原始二维数组的二维离散卷积操作；S4.对数字滤波器处理后的数据，进行波幅阈值二值化函数处理；S5.对部分离散、呈散点状的背景噪声信号进行剔除。本发明针对超声脉冲、回波数据中存在的结构化噪声，进行了针对性的滤除，且不影响真实缺陷所对应的信号，提高了超声无损检测的准确性。

技术领域

本发明涉及超声无损检测，特别是涉及一种超声无损检测数据的结构噪声数字滤波方法。

背景技术

超声脉冲-回波检测材料内部缺陷的技术中，对缺陷的判定是基于回波幅值大小。当回波幅值超过给定的阈值时，则认为该信号点在结构物理位置处存在缺陷；脉冲-回波信号数据是对超声波传播路径上各点的累积效应，如图1所示，A点位置的信号，实际上传感器激发的超声波传播到A点并返回到传感器时的采样信号，因此，其中也包含了材料内部的微观组织结构(如晶粒尺寸、局部各向异性)对超声波的影响。此外，结构在制备过程中(如铸造、锻造、表面处理)产生的结构化材料不连续，也造成了超声波信号的影响。

这些影响直接关系到对缺陷和判定和最终定量，对超声无损检测的准确性带来了不利影响，必须能够判定给定的信号是否为噪声，并进一步剔除其影响，才能得到准确的检测结果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超声无损检测数据的结构噪声数字滤波方法，针对超声脉冲、回波数据中存在的结构化噪声，进行了针对性的滤除，且不影响真实缺陷所对应的信号，提高了超声无损检测的准确性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种超声无损检测数据的结构噪声数字滤波方法，包括以下步骤：

S1.超声无损检测设备沿扫查路径上每一个采样位置进行数据检测，获取各采样位置对应的A扫数据，并形成原始二维数组；

S2.将原始二维数组作为图像显示，此时结构化噪声具有明显的几何特征，根据结构化噪声的几何特征构建数字滤波器；

S3.利用构建的数字滤波器对二维原始数据进行滤波，该滤波等价于使用数字滤波器的数组，对原始二维数组做二维离散卷积操作；

S4.对数字滤波器处理后的数据，进行波幅阈值二值化函数处理；

S5.对部分离散、呈散点状的背景噪声信号进行剔除。

进一步地，所述步骤S1包括：

在扫查路径的第一个采样位置，超声无损检测设备通过探头发射和接收超声波，获取并记录一维时间信号，记为该采样位置的A扫数据；

探头沿着扫查路径移动到下一个采样位置进行超声波收发，获取该位置的A扫数据；

依次地，超声无损检测设备获得扫查路径上每一个采样位置对应的A扫数据，并将各个A扫数据堆叠形成原始二维数组。

进一步地，所述步骤S4包括：

给定一个预设的百分比阈值α，对于数字滤波器处理后的图像数据，全部像素根据公式二值函数进行操作：

其中I(x)是x索引的像素幅值，I_max是全局最大幅值，J(x)是x索引的结果。

进一步地，所述步骤S5包括：

从波幅阈值二值化函数处理后的数据中，确定存在背景噪声信号的散点区域；