金属圆棒超声螺旋扫查检测的合成孔径成像技术

作者：李振杰; 蔡桂喜^*; 张博; 李经明; 李建奎

来源：金属学报, 2023, 1-10.

• 棒材质量控制
• 超声检测
• 环绕式时域合成孔径聚焦技术(ST-SAFT)
• 螺旋扫查
• 圆截面成像

为实现金属圆棒的定量无损检测(QNDT),在经典的Cartesian坐标系超声合成孔径(SAFT)理论指导下,提出了极坐标系下的合成孔径(pSAFT)聚焦成像算法及其环绕式时域合成孔径聚焦技术(ST-SAFT)。基于螺旋扫查自动检测系统推导了采用有效合成孔径弧度(SAR)表示的延时叠加成像表达式;通过制备横孔型人工缺陷试样进行检测试验,将超声检测数据经ST-SAFT处理后成像为圆截面断层扫描图;再运用图像边缘识别法进行定量评价该方法对缺陷检测的定量定位分辨率。结果表明:ST-SAFT孔径测量值与实际值相当;横孔定位准确;成像分辨率显著优于B扫描结果;每圆截面成像速率可达毫秒量级,可与棒材检测一周的机械扫查速率相匹配。该技术可用于提升金属圆棒超声检测设备的技术水平和提高棒材使用安全性保障能力。

• 单位
  中国科学院金属研究所; 中国科学技术大学