超聲相控陣全聚焦無損檢測技術概述

趙瑞 高文文

摘要：近年來，在國家相關政策的大力支持下，我國各種技術都得到了快速發展，超聲檢測技術便是在此背景下產生，并得以在社會層面得到廣泛應用的一種無損檢測技術。從其特點來看，具備了分辨率較高、覆蓋范圍廣的特點。就目前應用現狀來看，已經在航空航天、高鐵、石油管道等多個行業中得到了初步化應用。為此，本篇文章主要從超聲相控陣全聚焦無損檢測技術的角度出發，對其進行簡要分析。

關鍵詞：超聲相控陣;全聚焦無損檢測技術;應用分析

引言：

從現代無損檢測工作內容來看，其著重強調了對一些結構較為復雜的工件表面和內部結構性質方面的檢測和測試。其中，超聲無損檢測技術更是憑借其靈敏度較高、成本低、周期短等優勢，被應用到了現代無損檢測工作中。有效借助于超聲相控陣技術的優勢，能夠對其檢測位置進行精確化定位，從而方便了各種檢測工作的順利開展。由此可見：研究超聲相控陣全聚焦無損檢測技術具有積極的社會意義，希望本篇文章的發表能夠對相關工作人員產生一定啟示，推動該技術的進一步發展。

一、缺陷散射對全聚焦成像算法的影響

在利用全聚焦方法開展高分辨率成像工作時，需要充分考慮到缺陷散射在此過程中所產生的積極作用。具體來看，如果能夠有效利用這些缺陷散射能量的積極作用，能夠實現精準化定位。因此，從這方面特點來看，這種全聚焦成像主要是被應用在一些正反射區域內部的缺陷散射信息獲取工作中。在傳統相控陣傳感器應用過程中，其只能夠接收到部分散射信息。很難實現對散射信息的全面化收集，從而在一定程度上影響了全聚焦成像的精度和準度。在開展后期數據分析工作中，不能夠從成像結果上對于其中所出現的缺陷性問題和尺寸大小等進行有效判斷。

一般來講，如果靠近傳感器位置，將會產生諸多缺陷性能力。在遠離傳感器位置的地方，其所形成的缺陷能量相對較低。在最終成像結果時，便會出現一定誤差問題。根據相關調查和研究可以發現：超聲換能器在應用過程中，只能夠收集到部分缺陷散射信息，無法從整體上對全部缺陷信息進行有效把控。相應的，在進行最終全聚焦成像時，便會出現較為分辨率不高的問題。另外，在開展裂紋檢測工作時，受到缺陷散射的影響，導致傳感器不能夠準確采集到與聲波夾角相對較小的散射主能量。為此，若想有效提升全聚焦成像精度，需要在此過程中盡可能的多獲取缺陷散射，從而為其后期分析和檢測工作的順利開展提供充足保障。從另一方面來看，這也是缺陷定量定性分析工作未來的主要發展方向。

二、基于全聚焦成像的三維成像技術的運用

在科學技術不斷發展的過程中，工業領域對各種科學化技術提出了更高要求，如果僅是采用傳統的二維檢測圖像已經難以滿足社會發展的需求。具體來看，在二維圖像檢測中，只能夠實現對某一圖像部分界面的檢測，針對缺陷深度和空間位置無法進行有效檢測，從而在后期工作過程中便會出現諸多問題。為此，相關專家學者在進行了深層次研究之后，提出了：借助于二維面陣相控陣探頭的積極作用，實現對物體有效檢測。在利用該方法時，因其聚焦方式和偏轉方法相對較為復雜，并且其中所涉及到的數據量較為龐大。因此，便需要有效借助到硬件系統的積極作用，借助其中的超聲相控陣系統完成對內部數據有效處理。從其影響來看，雖然在一定程度上保障了各項檢測工作的順利開展，并且能夠有效提升其最終檢測效果。但是從另一方面來看，這種新技術的使用增加了其投資成本，導致成本過高的問題較為嚴重。另外，整個硬件系統較為笨重，并不方便攜帶。因此，這種方法并未在社會層面得到較為廣泛應用。眾多研究者進行了再次深入的研究之后，借助于斷層掃描法和超聲相控陣系統成像技術的積極作用，將二者優勢進行融合，實現超聲三維成像。這種三維掃描成像系統能夠嚴格按照垂直于切頭的方向完成掃描工作，并且還能夠在切片上進行電子化掃查。在獲取了斷層位置上相關數據之后，對其進行疊加性處理，生成最終的三維圖像。并且，其使用效率相對較高，已經成為了未來發展的一種方向。

三、超聲相控陣全聚焦無損檢測技術中實時成像的優勢

在技術應用過程中，相控陣全聚焦成像算法需要在接受到相關信號之后，才能夠開展數據和信息處理工作。同時，如果在此過程中出現了一些超聲回波，其也能夠在短時間之內對其進行離線分析。相應的，這便會導致其無法實現實施檢測和評價。在利用該算法進行數據取樣時，其中會涉及到海量數據，并且成像網格點數眾多，受到硬件處理效率方面的影響，會出現實時成像困難問題。由此可見：研究實時性數據和信息反饋已經為了一種社會性必然趨勢。近年來，相關學者在認識到這一問題之后，著重從硬件角度出發，加大對相關數據處理速度的研究。并且將CPU加速、并列計算等多種方式進行有效結合。同時，還涉及到了一些新式計算機技術，比如：現場可編程技術、多線程采集技術等。從其影響來看，在技術深度融合背景下，已經實現了初步化的實時成像，對于工業長遠發展產生了深遠影響。

結束語：

總體來看，有效借助于超聲相控陣全聚焦無損檢測技術的優勢，能夠避免在傳統檢測工作中所出現的各種弊端性問題，從而在一定程度上提升了檢測數據的精準性，為后期相關工作的順利開展提供了充足保障。但是從另一方面來看，由于技術發展的不夠成熟，在該技術應用過程中還存在著行業較為局限性問題。當前階段，這種技術主要集中被應用在一些航空航天、石油、核電站等行業。為此，在今后工作中，相關工作人員仍需要加強不斷研究，充分發揮其在時代發展變化中所表現出的突出性作用，并且推動該技術面向智能化、全面化、便攜化方向發展。

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