[发明专利]一种基于声场特征的反射体形貌提取系统和提取方法

说明书

本发明提供了一种基于声场特征的反射体形貌提取系统和提取方法是向一反射体投射超声波，并采用检测该反射体反射该超声波而形成的关于不同接收角度和关于不同深度的超声回波，同时对该超声回波进行针对性的信号处理操作，以提取关于该反射体的形貌特征和计算出相应的形貌特征参数；其中，对该超声回波进行针对性的信号处理操作，能够根据图像缺陷所处的不同位置，对相应位置处由声束宽度导致的图像缺陷放大现象进行适应性缩小，而且还能够对物体表面不同位置的结构缺陷进行优化，以此得到该结构缺陷对应的缺陷轮廓参数和缺陷趋势参数。

技术领域

本发明涉及超声无损检测的技术领域，特别涉及一种基于声场特征的反射体形貌提取系统和提取方法。

背景技术

结构的缺陷是用于反映和评定物体结构整体状况的其中一个重要指标。结构的缺陷对应研究宏观物体和微观物体的物理特性具有重要的参考意义。对于宏观物体而言，结构的缺陷会影响宏观物体的结构稳固性，特别是结构缺陷的分布密度、形状和尺寸均会对宏观物体的结构稳固性产生重要的影响，通过对宏观物体结构缺陷的定性分析能够很好地获得关于宏观物体的内部结构信息，而这类宏观物体尤其包括桥梁、隧道或者高层建筑等不同形式的工程结构，对上述工程结构的内部结构缺陷进行定性分析能够帮助工程人员确定相应的维修和加固措施从而有效地延长工程结构的使用寿命；对于微观物体而言，结构的缺陷会影响微观物体自身的物理特性，同样地，该结构缺陷的分布密度、形状和尺寸均会对微观物体的力学、光学和热学等不同方面的物理特性产生影响，通过对微观物体结构缺陷的定性分析能够判断微观物体因结构缺陷的存在而导致的物理特性改变方向，而这类微观物质尤其包括晶体等不同种类的基础物质，对于微观物体的内部结构缺陷进行定性分析能够帮助研究人员确定微观物质的合成制作工序和过程从而进一步改善微观物质自身的不同物理特性。

目前，针对物体结构缺陷的检测主要是通过超声波检测法来实现的，该超声波检测法的实施理论基础为若物体结构存在缺陷，该缺陷会影响其所处位置附近区域内物体的声学特性，当超声波经过该缺陷后，对应的反射或者透射超声波的传播参数也会相应地发生改变，通过测定该反射或者透射超声波传输参数的改变情况，就能够获得关于该缺陷的定性检测结果。现有的超声波检测方法通常是按照A扫描信号进行相应的变换而得到B扫描图像，由于实际的超声波并不是理想的直线，其是具有一定宽度扇形分布形式，这就使得超声波在进行扫描的过程中，对于非超声波扫描线对应的区域也会形成超声回波信号，这种情况会导致在超声相控阵成像过程中成像图像的缺陷会被放大，从而使得超声相控阵的成像结果存在放大的失真问题，并最终不能根据通过超声相控阵技术形成的图像对物体缺陷进行准确的定性分析。

发明内容

在物体形貌的超声检测项目中，现有的超声波扫描成像显示技术和超声相控阵检测技术都存在形貌成像直观性差、成像准确性、可记录性不可靠以及图像缺陷会被同时放大等缺点，受制于上述存在的问题，现有的针对物体形貌提取的超声检测手段都只能在超声相控阵技术得到关于物体形貌细节图像的基础上，再对该物体形貌细节图像进行后续的图像处理以求去除其中存在的图像缺陷，但是由于该图像缺陷在超声相控阵技术成像的过程中是与物体的形貌细节一同被放大，这就使得该图像缺陷与该物体的形貌细节之间并不存在明显的边界，即使后续的图像处理操作能够在一定程度上去除部分图像缺陷，同时该图像处理操作也会去除部分物体的形貌细节从而导致物体形貌细节的缺失，因此仅仅依靠后续的图像处理操作并不能彻底去除图像缺陷，反而会引起物体形貌细节的丢失，这对物体进行高分辨率的形貌特征提取是一个不利的因素，同时也严重地制约超声波检测在高分辨成像方面的推广应用。