Page 30 - 应用声学2019年第2期
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176 2019 年 3 月
图 3 检测实验平台
Fig. 3 Ultrasonic array testing system
ᨛߘ1 2 3 5 6 7
ᨛߘ4 8
ቫ᭧1 ቫ᭧2
(a) ͈ቫ᭧1ˁᨛߘᇨਓڏ (b) ͈ቫ᭧2ˁᨛߘᇨਓڏ
图 4 构件边钻孔加工示意图
Fig. 4 The SDHs in the test block
实验过程中，步进电机固定传感器在距构件表 相比于图5(b)，图5(c)的长度缩短了四倍，但除此之
面高 30 mm 处，采集两个端面边钻孔的 B 扫描信 外，其他特点与图 5(b) 较为类似，仍无法正确地表
号。整个实验过程中使用的设备为线性阵列传感器 征边钻孔的正确位置。图 5(d) 为经虚拟源 -合成孔
和多路转换器等常规仪器，硬件要求较低。信号采 径算法(Virtual source-synthetic aperture focusing
集完成之后的进一步处理和成像均在离线的计算 technique, VS-SAFT) 处理之后的图像。从图形上
机上完成。 可以直观地看出，首先，图像中上表面轮廓长度相比
于图 5(b) 和图 5(c) 增加，更能真实地表现构件表面
3 结果与分析 信息。其次，构件中的三个边钻孔形状完全分离，且
处在与底面相距 30 mm的同一水平线上；边钻孔间
图 5(a) 为端面 1 的原始 B 扫描图像，幅值单位 距接近20 mm，较为符合构件中边钻孔的实际位置。
为 dB(分贝值)。从图上可以看出，在未经过算法处 最后，底面轮廓的长度较图5(b)和图5(c)有所增加，
理之前，构件上表面和底面轮廓均出现变形，其轮廓 并从原始 B 扫描图像中的上凸型变成了水平型，与
较真实情况更为上凸。由图 5(a) 可知，边钻孔 1∼3 实际情况相符。
图像不在同一水平线上，且边钻孔图像部分重叠， 图 6 分别为端面 2 的原始 B 扫描、水中声速
边钻孔的实际位置和大小难以判断。图 5(b)为仅使 SAFT、铝中声速 SAFT 以及 VS-SAFT 处理后图
用水中声速计算的 SAFT 图像。在图 5(b) 中，首先 像。其中，图6(a)、图6(b)、图6(c)与图5(a)、图5(b)、
注意到由于声速关系 (铝中纵波声速为 6290 m/s， 图5(c)有着相同的特点，在此不再赘述。
水中纵波声速为 1480 m/s)，图 5(b) 相比于图 5(a) 在图 6(d) 中，端面 2 的轮廓以及五个边钻孔位
宽度不变，长度增加了近四倍。其次，由于进行 置同样得到了正确的表示。但与图 5(d) 不同的是，
了 SAFT，边钻孔的分辨率得到了提高，但三个边 随着成像点深度的增加，图6(d) 中边钻孔图像的分
钻孔的位置未在同一水平线上，无法正确地判断 辨率和亮度下降。边钻孔 6 与端面 1 中边钻孔 1∼3
缺陷位置。最后，构件表面和底面轮廓较原始 B 的分辨率大致相同，而边钻孔 5、7 和 4、8 的分辨率
扫描图像大幅缩短，无法正确表征构件的实际轮 较差。造成这一结果的原因在于，当图 1(b) 中声束
廓。图 5(c) 为仅使用铝中声速进行的 SAFT 图像， 从右往左依次入射进构件时，入射进第二介质的声
