Page 89 - 《应用声学》2020年第4期
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第 39 卷 第 4 期 张琪等: 轴类超声检测的波束扩散成像 575
小到大对应图像颜色由蓝到红的转变。幅值归一化 z
处理 V 映射成 RGB 的公式和 RGB 的配色方程可 x
′
表示为 y
′
′
R = V , G = 0, B = 1 − V , (7) L
[F] = R(R) + G(G) + B(B), (8)
z ܫѭྟഷ᭧ʼ፥گಖ
R、G、B 是任意彩色 [F] 的三色系数,其中 G 默认
为0。 ↼֒֒z ↽
对经过常规和叠加处理方法处理后的数据进 ↼֒֒z ↽
行成像,构建出网格划分模型,然后遍历每个网格的 ↼֒֒z ↽
每个深度的幅值信号,显示每一层横截面的伪彩色 ↼֒֒z ↽
图像,从而有效地反映了每个切片横截面的伪彩色 ↼֒֒z ↽
成像及检测对象内部的缺陷成像,准确的定位缺陷 ↼֒֒z ↽
的位置,成像算法流程图如图8所示。
图 9 网格标定方式
नݽ Fig. 9 The method of grid calibration
ᆸࠀ 为了研究超声声束扩散对超声检测大型轴
类数据信噪比的影响,本文搭建了一个轴类超
ጸEࣨϙతܸϙ V max
ጸEࣨϙత࠵ϙ V min
声检测试验平台。正常检测情况下,平底孔是声
ਫ਼దࣨϙॆʷӑ 学反射比较理想一种孔型缺陷,故在本试验以
V '=(V-V min )/(V max -V min )
ϕ100 mm × 400 mm 的直轴试块为检测对象,其底
部中间有一个ϕ2 mm × 10 mm的平底孔缺陷。
ਫ਼దV ' ࠱RGBϙࠫऄ
ᄱऄᎪಫ॑͢ᓤᅌᓤ 超声检测试验平台分为两部分:一部分是超声
检测装置,另一个部分是超声检测数据采集模块。
᧘थˀՏງएഷ᭧ೝڏϸ
ԁࡏౢڏϸ 本试验系统使用 CTS 脉冲发生接收仪产生激励脉
冲信号,通过脉冲回波法自发自收的检测方式进行
ፇౌ
检测,通过双通道差分示波器与上位机结合对回波
图 8 成像算法流程图
信号进行显示和采集存储,试验平台系统如图 10
Fig. 8 Imaging algorithm flow chart
所示。
2 检测试验平台和方法
ᡔܦηՂԧ࠱ଌஆ٨
为了方便区分识别和重构图像,对端面划分的 1ᤰ᥋ 2ᤰ᥋ ηՂ ηՂ᧔ᬷӵ
᧔ᬷ
网格进行二维坐标标定,对轴向每个横截切面进行 1ᤰ᥋ 2ᤰ᥋ 3ᤰ᥋ 4ᤰ᥋
三维坐标标定。超声检测满足不低于20%重复率覆
T/R R नТ
盖的要求,且采样点能够被探头全覆盖,正方形网
√
格边长 L 应小于等于 0.4 2,对端面网格二维坐标 ᒭԧᒭஆ USBᤌଌ ηՂ͜ᣥ
划分的步骤如下:以扫查端面所在圆形的外切正方
形一顶点为坐标原点、所述工件轴向为 z 轴建立三 ଊ݀ ηՂߛϲ
维坐标系,以所述坐标原点为起点,沿 x 轴、y 轴以 ᣉ
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L 为正方形网格边长依次划分正方形网格,即对所 ࣱअߘ ត
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述扫查端面进行正方形网格划分,共划分出 X 行 Y
PC
列正方形网格,以行列顺序为标号,例:第一行第一
列为(1, 1),第一行第二列为 (1, 2),以此类推,如图9 图 10 试验平台系统
所示。 Fig. 10 The system of test platform