Page 40 - 2024中国无损检测年度报告

科研发展篇

北京航空航天大学超声无损检测实验室

2024 年度工作进展

周文彬，朱甜甜，于敬涛，周雨轩，王聪聪，周正干
北京航空航天大学 机械工程及自动化学院

2024 年，北京航空航天大学超声无损检测 图像的像素点进行曲线拟合，由于曲面构件超声
实验室在超声检测基础理论研究和超声检测系统 图像中存在严重噪声和伪像干扰，这些干扰导致
研发方面取得了系列成果。在超声检测基础理论 耦合界面的形状拟合不准确。因此，采用相位相
研究方面，针对曲面构件开展线形阵列超声检测 干全聚焦方法降低图像中的伪像和噪声干扰，提
成像研究，针对异种粗晶组织材料的扩散焊接界 高成像质量。然后，去除原始接收信号中的直达
面开展环形阵列超声检测与评估研究，并取得显 波信号。由于 FRTM 成像通过阵元发射超声波的
著进展，在国内外发表了多篇高水平学术论文。 正向传播波场与缺陷反射体的反向传播波场进行
针对高端材料制造产业升级和新产业培育重大需 互相关来进行成像，而直达波 ( 由发射阵元直接
求，获得了国家自然科学基金区域创新发展联合 传播至接收阵元的声波 ) 的存在严重干扰这种互
基金重点项目资助，开展了复合材料空气耦合阵 相关成像，影响最终的成像质量。因此，在进行
列超声检测技术前期研究，设计了空气耦合阵列 FRTM 成像前需要去除直达波，避免影响最终成
超声换能器声场计算、参数优化设计以及声场测 像质量。使用汉宁窗函数对原始信号去除直达波，
量试验方案。在超声检测系统研发方面，研制了 去除直达波后信号与原始信号对比如图 1 所示。
磁吸式阵列超声检测系统，可对铁磁性管道复合 最后，通过 FRTM 成像条件对曲面构件内部缺陷
材料修复层缺陷进行检测，并开发了缺陷智能识 进行成像，不同方法的成像结果对比如图 2 所示。
别软件，实现了复合材料表面和内部缺陷的自动
识别和定位，大大提升了缺陷检测和判读效率。

1 曲面构件阵列超声频域逆时偏移成像

曲面构件因其独特的结构和力学特性，广泛
应用于航空航天领域。然而，未知的曲面形状导
致阵列超声检测时，声传播延时计算不准确，影
响缺陷检测的精度。为了解决此问题，提出了一
种不依赖声传播延时的适用于曲面构件的阵列超
声频域逆时偏移（FRTM）成像方法。
(a) 原始信号
首先，使用傅里叶拟合方法对曲面构件检测
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