仪器仪表学报

作者：王错，李兴昊，王鹏飞，王晓娟，高鹤明

单位：王错,西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048,wangcuo@xaut.edu.cn,李兴昊,西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048,,王鹏飞,西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048,,王晓娟,西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048,xjwang@xaut.edu.cn,高鹤明,西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048,

关键词：管道缺陷;多缺陷;超声导波;全聚焦方法;相位相干因子

基于稀疏阵元全聚焦成像并融合相位相干加权因子,利用超声导波对管道缺陷进行成像研究。传统的全聚焦成像算法存在一些显著问题,例如全矩阵数据量庞大、处理成像所需时间过长以及信噪比相对较低,这些问题影响了超声导波在管道无损检测中的应用效果。因此,在传统全聚焦算法的基础上进行了针对性的优化,采用了稀疏阵元技术,将传统全矩阵的32阵元精简至8阵元,在保证声场覆盖的前提下使数据量减少16倍;其次为了保证减少阵元后的成像质量,同时引入相位相干加权因子(PCF),利用回波信号的相位一致性信息抑制噪声干扰，在保证成像质量的前提下显著提升计算效率。实验结果表明，相比传统32阵元全聚焦成像算法信噪比提升约120%，成像效率提升约38%；这不仅有效减少了成像时间,提高了成像效率,同时也提高了信噪比。针对管道中常见的多缺陷共存工况,利用全聚焦相位相干数据矩阵进行管道多缺陷叠加成像,通过利用管道中缺陷的相位信息,实现多缺陷信号的相位同步增强,提高了多缺陷的成像信噪比以及管道中多缺陷的检出率,该方法对双穿孔缺陷的成像信噪比从传统全聚焦相位相干成像的32.97dB提升至42.69dB，提升约30%。基于该方法的可靠性与有效性在管道缺陷中得到了验证。

来源：2025年第4期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

查看仪器仪表学报杂志2025年第4期