[发明专利]一种基于超声兰姆波缺陷检测的成像方法及装置

说明书

本申请涉及一种基于超声兰姆波缺陷检测的成像方法，包括：获取待检测板状结构的缺陷回波信号，缺陷回波信号至少包括第一模式的兰姆波回波信号和第二模式的兰姆波回波信号；对第一模式的兰姆波回波信号和第二模式的兰姆波回波信号进行聚焦处理，确定聚焦回波信号；基于聚焦回波信号，确定第一距离，第一距离表征缺陷回波信号对应的传感器所在位置与所述缺陷所在位置之间的距离；基于N个缺陷回波信号对应的第一距离，确定待检测板状结构的缺陷检测图像。本申请提供的基于超声兰姆波缺陷检测的成像方法可以实现对二维板状结构中缺陷的高精度成像。

技术领域

本申请涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种基于超声兰姆波缺陷检测的成像方法及装置。

背景技术

超声兰姆波(Lamb wave)检测技术因具有检测范围大和检测效率高的特点而备受关注，是一种适合于长距离大面积结构的快速有效的无损检测方法，随着对兰姆波理论的深入研究，该技术在工程结构的检测与评价方面已得到广泛应用。但是由于兰姆波的频散和多模式特性的影响，通常在应用兰姆波进行检测时设法避开这些特性的影响，因而无法形成高分辨率的检测图像。

通常在应用兰姆波进行缺陷检测时，是有选择地激发单一模式的兰姆波进行检测，但是当波传播到缺陷位置并与缺陷相互作用产生的频散和多模式现象是无法避免的。常规成像算法通常只提取某一模式的兰姆波信号进行成像，而忽略了多个模式频散的波之间蕴含的有用的信息，因此无法形成高分辨率的检测图像。

发明内容

本申请提供一种基于超声兰姆波缺陷检测的成像方法，应用该方法可以获得高分辨率的检测图像。

第一方面，本申请提供了一种基于超声兰姆波缺陷检测的成像方法，包括：获取待检测板状结构的缺陷回波信号，所述缺陷回波信号至少包括第一模式的兰姆波回波信号和第二模式的兰姆波回波信号，其中，所述缺陷回波信号为N个传感器中任一传感器接收到的回波信号，所述N个传感器布置于所述待检测板状结构的待检测区域，所述N为大于或等于3的正整数；对所述第一模式的兰姆波回波信号和第二模式的兰姆波回波信号进行聚焦处理，确定聚焦回波信号；基于所述聚焦回波信号，确定第一距离，所述第一距离表征所述缺陷回波信号对应的传感器所在位置与所述缺陷所在位置之间的距离；基于所述N个缺陷回波信号对应的第一距离，确定所述待检测板状结构的缺陷检测图像。

在另一个可能的实现中，所述对所述第一模式的兰姆波回波信号和第二模式的兰姆波回波信号进行聚焦处理，确定聚焦回波信号，包括：

基于所述待检测板状结构的厚度、超声兰姆波的频散特性和预设第一距离，确定所述第一模式的兰姆波回波信号的相位变化和第二模式的兰姆波回波信号的相位变化，其中，所述超声兰姆波的频散特性包括超声兰姆波的信号角频率、所述第一模式的兰姆波的传播速度和所述第二模式的兰姆波的传播速度；

基于所述第一模式的兰姆波回波信号的相位变化和第二模式的兰姆波回波信号的相位变化，确定频散补偿系数；

基于所述频散补偿系数和所述缺陷回波信号，确定所述聚焦回波信号。

在另一个可能的实现中，所述基于所述频散补偿系数和所述缺陷回波信号，确定所述聚焦回波信号，包括：

基于所述频散补偿系数和所述缺陷回波信号，确定频散补偿信号的频域表达；

将所述频散补偿信号的频域表达转换为所述频散补偿信号的时域表达；

基于目标时间窗口和所述频散补偿信号的时域表达，确定所述聚焦回波信号，所述目标时间窗口基于声源激发信号的时间长度、所述第一模式的兰姆波的传播速度和所述第二模式的兰姆波的传播速度确定。

在另一个可能的实现中，所述基于所述聚焦回波信号，确定第一距离，包括：

将最大幅值的所述聚焦回波信号对应的所述预设第一距离，确定为所述第一距离。