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੕᭧ೝ฾ڏϸ
                                 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        ηՂ஝૶᧔ᬷӵ
                                                                                    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                   ηՂ஝૶ߛϲ
             维坐标系,以所述坐标原点为起点,沿 x 轴、y 轴以                                       ᣉ
                                                                              ዝ
             L 为正方形网格边长依次划分正方形网格,即对所                                    ࣱअߘ   ត
                                                                              ڱ
             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
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