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实时全聚焦成像技术

发布时间: 2019-11-15 17:33:11      作者:上海斌瑞检测技术服务有限公司      来源:上海斌瑞检测技术服务有限公司

全聚焦成像技术(TFM)通过特殊的的数据采集方法与成像技术能对缺陷进行非常精确的成像。使得超声检测在缺陷定量及定性上更加的准确。全聚焦技术采用了全矩阵捕捉法(FMC)对检测区域进行数据采集。
基本原理

FMC(全矩阵采集)是利用超声相控阵探头的一个特定的数据采集过程。对于一个N个晶片的阵列探头,每个晶片依次激发,同时所有的晶片接收信号。这些数据被组织在一个包含所有采集信号矩阵S中。Sij表示的是由晶片i发射晶片j接收的A扫信号。全矩阵数据需要进行后处理后来显示检测结果。全聚焦方法(TFM)就是一种用来处理FMC数据集的后处理算法。

TFM是一种信号处理算法利用FMC模式所采集的数据。首先确定一个合理的检测区域用于数据重建。然后将检测区域进行空间离散化成为一个网格,对于这个网格区域中的每一点,聚焦法则的计算都基于相控阵探头的晶片位置。所有记录的信号都是时移量,并且与每一个点相对与探头射和接收晶片的距离求和相对应。当检测区域内的所有点重建完成时整个循环结束.

全聚焦成像原理如图1所示,将数据重建而界定的计算区(有效检测区)划成网格,对相控阵探头的整套阵元,要为网格上每一点计算聚焦法则。

元素表

图1 全矩阵捕获示意图

在网格各点求和之前,所以记录信号均有相应时移。网格各点重建后,循环即结束。

剖面图

图2全聚焦法成像原理示意图

下面是一些试块(材料:钢)和焊缝上的检测示例。它们验证了该算法的对缺陷高分辨率,尤其是出色的近场与远场分辨率。检测使用的64阵元,频率为5 MHz的线性相控阵探头。成像结果更接近“X-射线”型超声检测。回波不用再通过经验进行辨识,缺陷轮廓清晰,使缺陷评估更加容易。

X3仪器检测的图片

      试块

X3仪器检测某工件图片

根部未焊透

X3仪器检测某工件图片

未熔合

以上的一些成像结果可以体现TFM在对缺陷定性分析中的作用,能对缺陷的更好的识别和判定。应该是代表以后相控阵技术发展的方向。

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