Page 89 - 《应用声学》2020年第4期

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
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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