斜入射超声合成孔径聚焦检测技术仿真研究

摘要

合成孔径聚焦技术(Synthetic Aperture Focusing Technology,SAFT)是具有代表性的超声信号与图像处理技术之一.其原理是通过对发射和接收信号进行适当延时叠加,以提高检测信噪比和缺陷检出能力.然而,当被检缺陷位置未知时,超声探头往往偏置于缺陷,此时如果采用常规直入射SAFT方法检测,由于利用的是能量较弱的旁瓣声束,导致有效检测范围减小,检测能力降低,检测效果不佳.特别是对于厚壁、有余高焊缝的检测尤为突出.为扩大检测范围,改善成像检测质量,基于SAFT原理和费马定理,同时考虑楔块延时,提出一种斜入射超声合成孔径聚焦技术,并采用仿真方法将其应用于厚度78.0mm的AP1000主管道焊缝试样检测.研究结果表明,与直入射SAFT相比,该技术可实现10.0～60.0mm深度范围内,5个2.0mm气孔的同时检出,且具有较高的检测分辨力和信噪比.