有限角度水浸超声检测空间复合成像.pdf

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1、第３７卷第５期仪器仪表学报Ｖｏｌ３７Ｎｏ５２０１６年５月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＭａｙ．２０１６有限角度水浸超声检测空间复合成像１，２１１３胡宏伟，王泽湘，王向红，徐娜（１．长沙理工大学工程车辆安全性设计与可靠性技术湖南省重点实验室长沙４１０１１４；２．桥梁结构安全控制湖南省工程实验室长沙４１０１１４；３．中航工业北京航空材料研究院北京１００１９１）摘要：为降低噪声及伪影对水浸Ｂ扫成像的影响，提高成像分辨率及对比度，研究了一种适用于水浸检测的有限角度空间

2、复合成像方法。控制不同入射角，实现角域回波信号的采集，采用希尔伯特变换对回波信号进行包络处理，考虑水与工件的声学差异，通过修正渡越时间偏差及折射路径偏差对有限角度内的回波信号进行重构，实现空间复合成像。以钢试块的水浸超声检测为例，对入射角为－７°、－５°、－３°、－１°、０°、１°、３°、５°、７°的回波信号进行空间复合成像，成像结果表明相对于普通Ｂ扫查成像，其成像信噪比及对比度噪声比平均分别提高了９．１ｄＢ、５．６ｄＢ，成像横向分辨率平均提高了１７．６％，为水浸超声检测提供了一种高精度Ｂ扫成像方法。关键词

3、：空间复合成像；水浸超声检测；有限角度；希尔伯特变换中图分类号：ＴＨ８７ＴＰ３９１文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４６０．４０Ｌｉｍｉｔｅｄａｎｇｌｅｓｐａｔｉａｌｃｏｍｐｏｕｎｄｉｍａｇｉｎｇｆｏｒｉｍｍｅｒｓｉｏｎｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇ１，２１１３ＨｕＨｏｎｇｗｅｉ，ＷａｎｇＺｅｘｉａｎｇ，ＷａｎｇＸｉａｎｇｈｏｎｇ，ＸｕＮａ（１．ＨｕｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳａｆｅｔｙＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

4、Ｖｅｈｉｃｌｅ，ＣｈａｎｇｓｈａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１１４，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｕｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｒｉｄｇｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１１４，Ｃｈｉｎａ；３．ＡＶＩＣＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｒｅｄｕｃｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｎｏｉｓｅａｎｄａｒｔｉｆａｃｔｓｏｎｉｍ

5、ｍｅｒｓｉｏｎｕｌｔｒａｓｏｎｉｃＢｓｃａｎｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｉｍａｇｉｎｇｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒａｓｔｒａｔｉｏ，ａｌｉｍｉｔｅｄａｎｇｌｅｓｐａｔｉａｌｃｏｍｐｏｕｎｄｉｍａｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｉｍｍｅｒｓｉｏｎｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅａｎｇｕｌａｒｄｏｍａｉｎｅｃｈｏｓｉｇｎａｌｉｓｃｏｌｌｅｃｔｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｃｉｄｅｎｔａｎｇｌｅｓａｎｄｅｎｖｅ

6、ｌｏｐｅｄｂｙＨｉｌｂｅｒｔｔｒａｎｓｆｏｒｍ．Ｔｈｅｎ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｗａｔｅｒａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎ，ｔｈｅｌｉｍｉｔｅｄａｎｇｌｅｅｃｈｏｓｉｇｎａｌｉｓｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇｔｈｅｔｒａｎｓｉｔｔｉｍｅｄｅｖｉａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｈｃｈａｎｇｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｓｐａｔｉａｌｃｏｍｐｏｕｎｄｉｍａｇｉｎｇｉｓａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｔａｋｉｎｇｔｈｅｉｍｍｅｒｓｉｏｎｕｌｔ

7、ｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｂｌｏｃｋｆｏｒａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｓｐａｔｉａｌｃｏｍｐｏｕｎｄｉｍａｇｉｎｇｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｗｈｅｎｔｈｅｅｃｈｏｓｉｇｎａｌｉｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｉｍｉｔｅｄａｎｇｌｅｓｏｆ－７°，－５°，－３°，－１°，０°，１°，３°，５°，７°．ＩｍａｇｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＢ－ｓｃａｎｉｍａｇｉｎｇ，ｔｈｅＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏａｎｄＣｏｎｔｒａｓｔｔｏＮｏｉｓｅＲａ

8、ｔｉｏｏｆｓｐａｔｉａｌｃｏｍｐｏｕｎｄｉｍａｇｉｎｇａｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙａｎａｖｅｒａｇｅｏｆ９．１ｄＢａｎｄ５．６ｄＢｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｉｍａｇｉｎｇｌａｔｅｒａｌｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙａｎａｖｅｒａｇｅｏｆ１７．６％．ＩｔｐｒｏｖｉｄｅｓａｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎＢｓｃａｎｉｍａｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｉｍｍｅｒｓｉｏｎｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔ