Page 239 - 《应用声学》2025年第2期

赵玉琦等： 改进 Faster R-CNN 的大型铸造不锈钢机匣
第 44 卷 第 2 期 499
超声相控阵检测图像的缺陷智能识别

活性。相控阵扫查模式主要分为线性扫查和扇形扫 相邻缺陷间距大于最小单个缺陷；群聚球形是指多
查。扇形扫查对固定阵元施加延时法则，实现声束 个球形缺陷且相邻缺陷间距小于最小缺陷尺寸；群
在扫查区域的偏转和聚焦，如图 2 所示。相较于线 聚不规则是指多个轮廓不规则缺陷且相邻缺陷间
性扫查，扇形扫查模式下阵元利用率高、扫查范围 距小于最小缺陷尺寸。由金相分析可知：球形、不规
广，对结构复杂或由于干涉作用探头与工件的可达 则、群聚球形、群聚不规则分别对应气孔、裂纹、疏
性受限等问题具有较强适用性。 松、群孔，如图4(e)∼(h)所示。

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(a) ଊ݀࣋Ꮆᇨਓڏ
0
图 2 扇扫描原理示意图 5 90
Fig. 2 Schematic diagram of fan scan principle 10 80
70
15
1.3 检测图像分析 60
mm 20 50
对机匣待检部位进行超声相控阵扇形扫描检 25 40 80%
测，调整焦区位置至缺陷埋深处，调整增益使反射 30 30
回波至满屏的80%，采用−6 dB法对缺陷进行定量， 35 20
10
40
共检测出 144 处缺陷，探头布置与扇扫缺陷信号如
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 20 40 60 80
图3所示。 mm %
将缺陷类型按形貌划分为球形、不规则、群聚 (b) ੡ੳڏԣᎥᬞηՂڏ
球形、群聚不规则，如图4(a)∼(d)所示。球形缺陷是 图 3 探头布置与扇扫缺陷信号图
指单个轮廓较圆滑且相邻缺陷间距大于最小缺陷 Fig. 3 Probe layout and flaw signal diagram of
尺寸；不规则缺陷是指轮廓不规则且有尖锐棱角，且 sector scanning

0 0 0 0
90 10 90 5 90 90
80 20 80 80 10 80
70 70 10 70 70
5 30 20
60 60 15 60 60
50 40 50 50 50
40 50 40 20 40 30 40
10 30 60 30 25 30 30
20 20 30 20 40 20
10 70 10 10 10
80 35 50
0 5 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 5 10 15 20 25 30 35 0 10 20 30 40 50
mm mm mm mm
(a) ုॎ (b) ˀ᜻ѷ (c) Ꮖᐑˀ᜻ѷ (d) Ꮖᐑုॎ

100 mm 100 mm 100 mm 100 mm

(e) ඡߘ (f) ᜈጯ (g) Ⴀ౛ (h) Ꮖߘ
图 4 缺陷形貌与金相结果对比图
Fig. 4 Defect morphology and metallographic results comparison chart