Page 48 - 《应用声学》2022年第4期

546 2022 年 7 月

由图14可知，该模式组合的多模组合 SAFT方 作用，图 15(b) 为激光激发横波与缺陷 D7、D9 的相
法能够实现对不同位置缺陷的高质量成像，该方法 互作用。由图 16(a) 可知 B 扫图无法区分缺陷反射
能减少缺陷图像的伪像、消除盲区，并提升缺陷的 波也无法直观地显示缺陷位置，图中标出的超声波
成像质量。 是由图 16(b) 反推得到的。经过多模 SAFT 组合成
为验证该多模组合成像方法的有效性，还对缺 像处理后的图像如图 16(b) 所示，由此可得，多模组
陷D1、D7、D9 同时存在的情形进行了仿真，仿真结 合成像方法可实现多缺陷的检测，图像中缺陷 D9
果如图 15 所示，所得回波 B 扫图和多模组合 SAFT 的幅值较弱，这是因为缺陷 D9 位于灵敏度较弱的
图像如图 16 所示。由图 15 可见超声波与缺陷的相 区域。
互作用，图 15(a) 为激光激发纵波与缺陷 D1 的相互

ࣨϙ/nm ࣨϙ/nm
0 20 0 20
18 18
16 16
-2 D1 14 -2 D1 14
D1-LL 12 12
z/mm -4 L 10 z/mm -4 D9-SS 10
8
8
6 6
4 D7-SS 4
-6 -6
2 2
D7 D9 D7 D9
0 0
-8 -8
-5 -4 -2 0 2 4 5 -5 -4 -2 0 2 4 5
x/mm x/mm
(a) t=0.95 µs (b) t=2.73 µs
图 15 仿真结果
Fig. 15 Simulation results

ࣨϙ/nm ࣨϙ/nm
80
8
-2
1 D1-LL 6 70
-3
2 4
60
௑ᫎ/µs 3 2 z/mm -4 50
-5
4 D9-SS 0
-6 40
-2
5
D7-SS -7
-4 30
6 -8
-2 -1 0 1 2 3 -2 -1 0 1 2 3
x/mm x/mm
(a) Ꭵᬞ D1njD7njD9Տ௑ߛښਫ਼४Bੳڏ (b) Ꭵᬞ D1njD7njD9Տ௑ߛښܳവጸՌSAFT
图 16 B 扫图和多模组合 SAFT 图像
Fig. 16 B-scan image and multi-mode combination SAFT image

进行了成像验证。根据选定的扫查方式，耦合激光
4 结论 激发超声方向性、干涉仪探测超声方向性、缺陷反

射声场分布方向性得到声场灵敏度图，并综合考
本文提出了一种基于激光超声的多模式 SAFT
方法来解决激光超声体波检测内部缺陷时反射信 虑声场灵敏度分布和超声波传播特性 (速度、幅值
号弱且信噪比较差的问题，并利用数值计算方法 等)，选取纵波反射纵波(LL波)对近表面缺陷(缺陷