Page 90 - 《应用声学》2020年第4期

576 2020 年 7 月

本试验平台采用自发自收的脉冲反射法进行 确保上位机能够采集到检测数据。
检测，为验证基于声束扩散数据叠加处理方法的可 (3) 进行实验。按照网格划分的采样点依次进
行性，试验了3 种不同发射频率，根据不同超声探头 行检测，每个网格采样点检测的数据保存时，按照网
尺寸划分网格作为超声检测采样点，由于 ϕ12 mm 格标定方式命名，确保采样点和检测数据一一对应。
的探头划分网格较多，本实验只选取了端面中央的 (4) 数据处理。先依照常规数据处理方法对原
网格进行试验，其具体参数如下： 始检测数据进行处理，对处理后的检测数据进行伪
实验一：超声探头尺寸ϕ20 mm，频率2.5 MHz， 彩色层析成像，然后对原始检测数据进行叠加处理，
网格边长11 mm，增益48 dB，采样点60个； 重构伪彩色图像，与常规方法处理的数据和图像进
实验二：超声探头尺寸 ϕ12 mm、频率 5 MHz、 行对比。
网格边长6 mm、增益48 dB、采样点36 个；
实验三：超声探头尺寸 ϕ12 mm、频率 10 MHz、 3 实验结果和讨论
网格边长6 mm、增益48 dB、采样点36个。
实验步骤如下： 本实验超声信号采集的采样频率为 200 MHz，
(1) 网格规划。结合不同超声探头尺寸，在试块 采样时长为200 µs，采样点为40000 个，内部传播声
端面网格划分出采样点，并按照上述网格标定方式 速 c L = 5900 m/s，根据常规处理方法，把采集保存
对网格进行坐标标定，方便后期图像重构。 的时域上的时间 -幅值信号图转变为空间上的声程
(2) 实验准备。实验仪器按照图 10 连接，设置 深度-幅值信号图，从而可以直观地观察缺陷信号的
脉冲发射器的各项参数，保证探头和试块充分耦合， 深度位置，如图11所示。
5 5
4 ᎥᬞηՂஊܸڏ 4 ᎥᬞηՂஊܸڏ
1 ᎥᬞηՂ 1 ᎥᬞηՂ
3 3
0 0
2 -1 2 -1
130 135
1 1 380 385 390 395
ࣨϙ/V 0 ࣨϙ/V 0
-1 -1
-2 -2
-3 -3
-4 -4
-5 -5
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 100 200 300 400 500 600
௑ᫎ/ms ງए/mm
(a) 2.5 MHz௑ᫎ-ࣨϙηՂ (b) 2.5 MHzງए-ࣨϙηՂ
5 5
4 ᎥᬞηՂஊܸ 4 ᎥᬞηՂஊܸ
0.5 0.5
3 3
0 ᎥᬞηՂ 0 ᎥᬞηՂ
2 2
-0.5 -0.5
1 380 385 390 395 1 385 390 395
ࣨϙ/V 0 ࣨϙ/V 0
-1 -1
-2 -2
-3 -3
-4 -4
-5 -5
0 100 200 300 400 500 600 0 100 200 300 400 500 600
ງए/mm ງए/mm
(c) 5 MHzງए-ࣨϙηՂ (d) 10 MHzງए-ࣨϙηՂ
图 11 超声信号波形图
Fig. 11 Ultrasonic signal waveform