[发明专利]基于费马原理的棒材超声线型阵列成像检测方法

摘要

本发明公开了一种基于费马原理的棒材超声线型阵列成像检测方法，其包括：利用相控阵线型阵列和用于线型阵列耦合棒材的楔块；在超声模拟软件中设置棒材尺寸，根据实际线型阵列参数和A扫描信号设置线型阵列和信号源，进行电子扫查获得各阵元A扫描信号，并根据费马原理计算各阵元声波传播时间，从而计算延迟时间，将延迟后的A扫描信号依次进行叠加，形成具有偏转聚焦效果的A扫描信号，这些叠加后的A扫描信号根据其传播路径进行B扫描成像，根据成像后各成像点幅值极大值位置即可判断缺陷和其他结构位置。本发明可克服小直径棒材超声直接接触法和水浸法纵波检测的缺点，具有良好的推广及应用前景。

主权项

1.一种基于费马原理的棒材超声线型阵列成像检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用相控阵线型阵列和用于线型阵列耦合棒材的楔块；所述线型阵列的阵元数量为n、阵元宽度为e、阵元间距为d；并根据实际超声时域参数，设置频率为f的超声脉冲信号；2)建立小直径棒材的二维周向截面模型，并在模型中设置所述楔块和圆形孔缺陷的直径、位置；3)依次激发1～n阵元，获得n个A扫描信号，每个A扫描信号时域数据形成一个txt文件，共获得n个txt文件；读取这n个txt文件形成n列数据矩阵A；4)依据1～n阵元与所述圆形孔缺陷的相对位置，根据费马原理计算1～n阵元激发的超声波到达缺陷位置的最短传播时间，并计算各阵元相对延迟时间，1～n阵元时间延迟形成n行延迟时间矩阵B；5)将矩阵A中1～n列数据根据矩阵B中1～n行延迟时间数据分别做延迟处理，形成延迟后的数据矩阵C；6)将矩阵C中从第1列数据开始的每i列数据，即1～i、2～i+1、3～i+2……49～i+48列数据进行叠加，形成n‑i+1组具有偏转聚焦效果的A扫描时域信号；7)将n‑i+1组A扫描时域信号，进行Hilbert变换，并根据声束传播的最短传播时间产生的传播路径依次进行排列，形成棒材的B扫描图像，图像中各成像点的幅值极大值位置即为各成像点位置。