Page 41 - 2024中国无损检测年度报告
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成像结果表明，曲面构件中缺陷的 TFM 成
像效果对耦合界面形状较为敏感，对于曲面形状
较为复杂的试样，拟合误差仍会引起缺陷定位不
准确的问题；而 FRTM 通过声学特性模型中高斯
平滑带的过渡，降低了对曲面形状的敏感度，在
相同拟合误差下，FRTM 对缺陷的定位准确度优
于 TFM。
2 异种粗晶组织材料扩散焊接界面环形阵
(b) 去除直达波 列超声检测技术
图 1 第 32 阵元激发所有阵元接收信号与原始信号对比 研究基于变分模态分解的粗晶组织材料阵列
超声检测降噪方法。高背景噪声的粗晶增材制造
钛合金中缺陷的准确检出与定量对于增材制造技
术在航空航天等领域的推广应用至关重要。提出
了一种基于改进型变分模态分解的阵列超声自适
应降噪成像方法，应用于高背景晶粒噪声的增材
制造部件。基于粒子群优化方法，以全矩阵数据
中含缺陷信号为输入，自适应确定全聚焦、平面波、
(a) 试件图像
Hadamard 空间编码阵列超声检测方法对应的变
分模态分解参数。
增材制造钛合金为粗晶组织材料，其内部存
在柱状晶结构，具备高衰减及各向异性的声学特
性。因此，其全矩阵数据中信号存在强背景噪声，
后续成像信噪比较低，易出现漏检与误检。针对
以上强背景噪声，目前主要采用小波降噪、经验
模态分解、时间反转算子分解、相位相干因子成
(b) 拟合后的背景声速模型
像加权等信号处理方法提高成像信噪比。提出的
降噪方法自适应分解了全矩阵数据中的信号，自
动选取了含缺陷回波信息的内涵模态分量，其频
带与原始信号时频谱中缺陷频带一致，成像结果
如图 3 所示。
(c) TFM 成像结果
图 3 不同方法及对应的变分模态分解成像结果
3 复合材料空气耦合阵列超声检测技术
(d) FRTM 成像结果
空气耦合阵列超声检测技术融合了空气耦合
图 2 构件的 TFM 和 FRTM 成像对比 超声的非接触特性与阵列超声检测高分辨率及声
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