基于多角度立体匹配的高实时定量超声检测方法

摘要

本发明公布了一种基于多角度立体匹配的高实时定量超声检测方法。针对目前超声检测设备缺陷精细定量化表征能力与检测实时性之间存在的严重制约瓶颈，本发明首先引用有限元的基本思想将待检试件栅格化，接着采用多个分别排布在空间内不同方位上的超声换能器来依次照射栅格单元，然后在获得多通道超声反射回波信号的基础上，利用基于小波变换的多分辨率立体匹配关联，实现了柔性协调缺陷精细定量化表征能力与检测实时性之间的此消彼长的关系。本发明采集了多角度的超声反射回波信号，具有信息量携带完备的优势，更有利于实现定量化检测。由于采用小波变换的基本原理，本发明具有多分辨率和时频域联合分析能力，特别适合应用于例如超声波等时频信号。

主权项

基于多角度立体匹配的高实时定量超声检测方法，其特征在该方法包括以下步骤：步骤(1).将待检试件划分为大小可调整的栅格单元，作为缺陷重建与材料表征的基本单元；待检试件划分为大小可调整的栅格单元，其具体实现方法如下：首先，按照默认的粗分辨率对待检试件进行网格划分，考察检测系统的实时性；若满足结果显示实时性的前提下，通过进一步细分栅格，在整体上提高超声精细定量化表征能力；在结果显示实时性欠佳的时候，通过降低不感兴趣区域的栅格划分分辨率，使得改善实时性体验的同时，在感兴趣区域内仍保持较高的定量化表征能力；步骤(2).在空间内不同方位上排布两个或两个以上超声换能器，调整超声换能器姿态，使各个超声换能器的声束仅在栅格单元空间内汇聚，并且每一束声波从超声换能器表面汇聚到栅格单元所经历的声程一致；步骤(3).同时激励各个超声换能器，根据步骤(2)要求，它们发出的声波将在对应栅格单元处形成能量最大的声场；步骤(4).利用总线型插卡式的多通道超声检测仪器，同时进行实时采样和处理各个通道上的超声反射回波信号；步骤(5).采用基于小波变换的多分辨率立体匹配关联，获得对栅格单元的声学特性表征，再配合上机械扫查，进而以一系列这样的栅格单元来表征材料甚至重建内部缺陷；所述的基于小波变换的多分辨率立体匹配关联，其具体实现方法如下：应用小波变换技术对各通道超声反射回波信号进行多分辨率分解；利用小波分解后各个子带上的信号过零点来表征信号的特性；联合多个通道的小波分解后的信号过零点作为立体匹配关联的特征参数，实现对同一栅格单元不同方向的超声反射回波信号的相关性判别和融合，进而利用具有相关性的不同方向缺陷栅格表征结果重建出缺陷大小、形状和取向的定量信息；步骤(6).应用数据可视化技术，实现缺陷的实时表征显示。