Page 30 - 2024中国无损检测年度报告

构小，需要激励高频信号。使用激光的另一个好
处是其非接触性质和利用多种成像模式的能力，
可有效减少误检或漏检并提高可信度。提出了一
种利用激光超声全矩阵捕获（FMC）和全聚焦法
（TFM）对亚毫米级微缺陷进行成像和定量评估
的优化算法。分析激光激励和探测下的声方向性，
为模式选择提供依据。在预处理阶段，引入多尺
度主成分分析（MSPCA）方法来抑制相干噪声
和盲区。此外，采用相位相干方法进一步降低模
态伪影、背景噪声和残余声表面波。此外，利用
图 15 应力对相位差函数的影响曲线
反射纵波、反射横波、转换纵波和转换横波实现
多模态成像和模态融合。对两种不同类型的微缺
陷，即侧孔和盲孔进行了试验，获得了最小盲孔
尺寸为 0.3 mm 的高分辨率 TFM 成像。试验结
果表明，MSPCA 能有效抑制相干噪声，相位相
干加权后成像质量进一步提高。此外，多模态图
像的 - 6 dB 阈值也提供了尺寸信息。图 17 为不
同类型微缺陷的激光超声多模态融合成像结果，
其中，图 17(a) 为 0.5 mm 横孔，(b) 为 0.3 mm
横孔，(c) 为 0.5 mm 盲孔，(d) 为 0.3 mm 盲孔。

图 16 瑞利波虚拟叠加干涉谱的应力检测试验结果
发 表论文：Zhang Yizheng, Lyu Yan,
Gao Jie, et al. Modeling and analysis of
acoustoelastic guided waves propagation
in anisotropic fiber reinforced polymer
composite plates under initial gradient
stress[J]. Mechanics of Advanced

Materials and Structures, 2024. Doi：
10.1080/15376494.2024.2369261.
Zhang Yizheng, Lyu Yan, Gao Jie, et
al. A novel method for stress measurement 图 17 不同类型微缺陷的激光超声多模态融合成像
utilizing the Rayleigh wave virtual 发表论文：Liu Zenghua, Chen Long, Zhu
superimposed interference spectrum[J]. Yanping, et al. Multi-mode high resolution
NDT & E International, 2024, 146: 103169. TFM imaging of microdefects based on laser
Zhang Yizheng, Lyu Yan, Gao Jie, ultrasonic full matrix capture[J].Optics and
et al. Modeling and analysis of ellipticity Laser Technology, 2025, 181:111913.
dispersion characteristics of Lamb waves
in pre-stressed plates[J]. Journal of 2.12 宽频脉冲压缩表面波 EMAT 的研制
Nondestructive Evaluation, 2024, 43(4): 120. 表面波 EMAT 的信号能量较弱，主要受能量
转换效率的影响。增加激励信号周期数可以增强
2.11 激光超声成像的噪声抑制与模态融合方法
信号能量，但会导致更长的脉冲宽度和更低的时
亚毫米级微缺陷的识别和可视化一直是超声 域分辨率。同时，现有的研究大多激发单一频率
检测领域的一个关键焦点。由于声波相互作用结 的表面波，频率信息成分有限。为了克服这些问

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