[发明专利]基于全矩阵数据的复合构件界面快速成像定量检测方法

说明书

本发明属于缺陷检测技术领域，具体涉及一种基于全矩阵数据的复合构件界面快速成像定量检测方法。包括以下步骤：1)全矩阵数据采集2)采用基于全矩阵数据的扇扫快速成像算法或全聚焦快速成像算法，实现构件快速的扇扫或全聚焦成像；3)采用针对复合构件脱粘检测特点的定量法对成像结果进行阈值处理，确定有效脱粘区域；4)对经过阈值处理后的成像结果进行二值化处理，得出脱粘缺陷的位置、尺寸信息，实现基于全矩阵数据的复合构件界面粘接质量快速成像定量检测。本发明采用全矩阵数据采集的方式，对每个采样点采集时，所有阵元都进行采集，可以得到复合构件界面粘接状态更全面的回波信息。

技术领域

本发明属于缺陷检测技术领域，具体涉及一种基于全矩阵数据的复合构件界面快速成像定量检测方法。

背景技术

复合粘接构件广泛应用在国防和航天工业中，如固体火箭发动机中推进剂药柱与包覆层的粘接、绝热层与外壳的粘接、复合材料和多项材料的异质界面以及多晶体中的粘接等。由于粘接界面两侧材料的性能差异，界面处的应力作用以及施工过程中存在外界的干扰因素，会造成复合材料粘接构件在制造和使用过程中产生脱粘缺陷，对构件的安全性产生了极大的威胁，因此对粘接界面进行有效的脱粘缺陷检测就变得非常必要。

超声波探伤方法具有指向性好、高灵敏度、性能稳定的特点，是复合构件脱粘缺陷检测的常用方法，与传统检测方法相比，超声相控阵检测技术采用阵列换能器，可通过控制延时控制声束的偏转和聚焦，检测时不需要移动探头和被测构件便可以完成多角度大范围区域的扫查，检测效率大大提高，近年来在缺陷检测领域得到越来越多的应用。

目前超声相控阵检测系统在实现脱粘缺陷检测时存在的问题是，一方面，常用的成像方法有A扫、B扫、C扫、S扫，上述成像方法在实现脱粘缺陷成像时，存在脱粘缺陷处与好粘处成像对比度低，检测精度不高的问题。另一方面，在实现超声缺陷的定量检测中，传统的-6dB定量法较为常用，但此种方法在被测量缺陷所存在的介质为单一均匀，且没有夹杂和通孔等缺陷，不存在折射和反射的干扰的情况下效果较好。而复合构件界面脱粘缺陷的检测是两种不同材质的物质粘接，当界面存在脱粘缺陷时，发射的超声波在遇到脱粘缺陷时几乎全部反射；而当界面好粘的情况下，超声波在遇到界面时一部分的超声波反射，另一部分波将被透射，因此单纯地将缺陷处最大的回波幅值下降6dB后的值作为阈值实现复合构件脱粘缺陷定量检测将影响检测精度。

发明内容

本发明针对上述问题提供了一种基于全矩阵数据的复合构件界面快速成像定量检测方法。

为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：

基于全矩阵数据的复合构件界面快速成像定量检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)全矩阵数据采集：发射超声波，采用全矩阵数据采集方式采集复合构件回波信号，并构成全矩阵数据；

2)采用基于全矩阵数据的扇扫快速成像算法或全聚焦快速成像算法，实现构件快速的扇扫或全聚焦成像；

3)采用针对复合构件脱粘检测特点的定量法对成像结果进行阈值处理，确定有效脱粘区域；

4)对经过阈值处理后的成像结果进行二值化处理，得出脱粘缺陷的位置、尺寸信息，实现基于全矩阵数据的复合构件界面粘接质量快速成像定量检测。

进一步，所述步骤1)发射超声波，采用全矩阵数据采集方式采集复合构件回波信号的具体步骤为：假设发射超声波的相控阵列换能器一共有N个阵元，每次激励一个阵元发射超声波，阵列中所有的阵元均接收其反射回波信号，并定义所接收的回波信号为h_1j，然后依次是第二个，第三个……第N个阵元发射超声波，得到N*N组回波信号，构成N×N组全矩阵数据，其中h_ij表示第i个阵元发射超声波，第j个阵元接收，其中i＝1,2……N；j＝1,2……N。

再进一步，所述步骤2)采用基于全矩阵数据的扇扫快速成像算法，实现构件快速的扇扫成像，具体步骤为：