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时间:2020-03-25
《基于数学形态学的超声信号盲区内缺陷特征提取方法.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第52卷第12期机械工程学报Vol.52No.122016年6月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJun.2016DOI:10.3901/JME.2016.12.016基于数学形态学的超声信号盲区内缺陷*特征提取方法1221黎敏宋亚男周通徐金梧(1.北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083;2.北京科技大学机械工程学院北京100083)摘要:利用高频聚焦超声技术检测金属材料内部缺陷时,由于超声探头存在盲区,无法对近表面的缺陷进行准确定位,从而难以对材料的性能进行有效评估。因此,提出基于数学形态学的超声信号盲区内缺陷特征提取方法。采用扁平结构元素对盲区信号
2、进行形态滤波,在提取出缺陷的特征信号后,通过计算特征信号的累积能量,由此可以定位出缺陷的深度位置。在实测中,利用100MHz的高频超声探头对冷轧镀锌板进行检测分析。以长度为30的扁平结构元素对超声信号做形态滤波,对距离冷轧镀锌板上表面288.5μm的缺陷进行定位,得到缺陷位置为距离上表面275.6μm,相对误差为4.5%。为进一步验证方法的有效性,与小波包分解重构方法进行比较,结果表明:利用数学形态学方法对缺陷的定位误差更小,同时还改善了超声B扫成像的效果,使得缺陷特征更加凸显。关键词:超声检测;超声盲区;数学形态学;缺陷提取中图分类号:TG115DefectFeatureExtractio
3、ninUltrasonicBlindZoneBasedonMathematicalMorphology1221LIMinSONGYananZHOUTongXUJinwu(1.CollaborativeInnovationCenterofSteelTechnology,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083;2.SchoolofMechanicalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083)Abstract:Whenthehighfrequ
4、encyfocusedultrasoundtechnologyisusedtodetectinternaldefectsinmetalmaterials,thedefectsnearthesurfacecan’tbeaccuratelylocatedduetotheblindzone.Thusitisdifficulttoevaluatetheperformanceofthematerial.Therefore,themethodofthedefectfeatureextractioninultrasonicblindzonebasedonmathematicalmorphologyispr
5、oposed.Firstly,signaloftheblindzoneisprocessedbymorphologicalfilterviatheflatstructureelement,sothecharacteristicsignalofthedefectisextracted.Afterthat,theaccumulatedenergyofthecharacteristicsignaliscalculated,whichcanbeusedtolocatethedepthofthedefect.Intheexperiment,thecoldrolledgalvanizedsheetisd
6、etectedusingahighfrequencyfocusedultrasonictransducerof100MHz.Theultrasonicsignalisprocessedwithmorphologicalfilterviatheflatstructuringelementswithlengthof30.Thedistancebetweenthedefectandthesurfaceofthematerialis288.5μm,andthepositionofthedefectis275.6μmdeterminedbytheproposedmethod,sotherelative
7、errorofthedefectpositionis4.5%.Inordertoverifytheeffectivenessofthemethod,waveletpacketmethodiscompared.TheresultsshowthatthemethodofmathematicalmorphologyhassmallererrorandimprovestheB-scanimagingeffect.So
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