[发明专利]任意扫描轨迹的非接触式兰姆波缺陷检测成像方法

权利要求书

1.一种任意扫描轨迹的非接触式兰姆波缺陷检测成像方法，其特征在于成像方法的步骤包括：检测系统(1)中，激光发生器(101)不断发出激光信号(102)，经过狭缝掩膜框(103)，照射到待检测的工件(105)上，产生兰姆波脉冲信号(106)；空气耦合换能器(107)端面与待检测的工件(105)表面呈一定的角度，接受A₀模态的兰姆波信号；激光发生器(101)和空气耦合感(107)可进行平移运动，位置传感器(108)和(109)感知它们的位置，用于计算重建网格对兰姆波传播路径的投影权重值表(302)；被接收的兰姆脉冲被功率放大器(202)放大，再经由信号发送装置发送到计算机系统(3)中的信号提取模块(303)，提取走时信息作为投影数据；计算重建网格的对投影权重的贡献值(304)，并与投影权重值表(302)和投影数据(303)联合确定凸二次规划的约束条件；由重建网格的全变差平方获取凸二次规划目标函数的正定矩阵，最终利用凸二次规划算法进行优化求解，获取兰姆波的层析重建图像。

2.根据权利要求1所述的任意扫描轨迹的非接触式兰姆波缺陷检测成像方法，其特征在于所述的检测系统是指由激光发生器和空气耦合传感组成的非接触式的系统，激光发生器作为兰姆波的发射端，空气耦合换能器作为兰姆波的接受端。

3.根据权利要求1所述的任意扫描轨迹的非接触式兰姆波缺陷检测成像方法，其特征在于空气耦合换能器端面与待检测的工件表面呈一定的角度，该角度满足光折射定律，其值为其中C_a为兰姆波在空气中的传播速度，C_p为兰姆波在A₀模态下的相速度。

4.根据权利要求1所述的任意扫描轨迹的非接触式兰姆波缺陷检测成像方法，其特征在于所述的兰姆波传播路径的投影权重是指将待检测工件的区域进行网格划分，兰姆波传播路径所经过的每个网格的距离长。

5.根据权利要求1所述的任意扫描轨迹的非接触式兰姆波缺陷检测成像方法，其特征在于所述的走时信息是指A₀模态下兰姆波的波包峰值点到达的时间。

6.根据权利要求1所述的任意扫描轨迹的非接触式兰姆波缺陷检测成像方法，其特征在于所述的投影权重的贡献值是对包含待检测工件的长方形重建区域进行网格划分，所划分的网格在重建区域外，其投影权重的贡献值为零；若网格完全在重建区域内，其投影权重的贡献值为零；若待检测工件的边界穿过网格，其投影权重的贡献值为属于检测工件部分的面积与网格整个面积的比值。

7.根据权利要求1所述的任意扫描轨迹的非接触式兰姆波缺陷检测成像方法，其特征在于所述的凸二次规划的约束条件是指由兰姆波传播路径的投影权重、重建网格的权重贡献值以及兰姆波A₀模态下的走时信息确定的线性方程组。

8.根据权利要求1所述的任意扫描轨迹的非接触式兰姆波缺陷检测成像方法，其特征在于所述的凸二次规划目标函数的正定矩阵是指重建网格全变差平方后，各重建网格的系数构成的矩阵，该矩阵满足二次规划的正定条件。