[发明专利]一种多模态超声Lamb波复杂缺陷层析成像方法

摘要

本发明提供了一种多模态超声Lamb波复杂缺陷层析成像方法，包括以下步骤：通过预设敏感度阈值THs和敏感度死区d_z，计算得到A0和S0两种模态Lamb波合适的工作频率；分别使用A0波EMAT阵列和S0波EMAT阵列，在各自工作频率条件下进行A0波跨孔层析成像和S0波跨孔层析成像；通过图像融合，将两种结果有机结合，得到最终的缺陷图像重建结果。该方法的优势在于，可以充分利用不同模态Lamb波的敏感区域不同的特点，进行敏感区域的互补，从而扩大层析成像方法的整体敏感区域，降低噪声的影响，有效减少从慢度分布图中提取缺陷特征信息的难度，提高对复杂缺陷的识别效率和成像精度，具有广阔的应用前景。

主权项

一种多模态超声Lamb波复杂缺陷层析成像方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在待测板材上选择一个矩形区域作为缺陷层的成像区域，将所述成像区域横纵分割成N₁×N₂个网格；在所述成像区域的一侧设置M个发射电磁声换能器，在所述成像区域与所述发射磁声换能器的相对侧设置M个接收电磁声换能器；其中，N₁、N₂、M为自然数；2)使用射频功率放大器分两次激励所述M个发射电磁声换能器，其中，第一次全向激发A0模态Lamb波，所述M个接收电磁声换能器依次接收所述A0模态Lamb波；第二次全向激发S0模态Lamb波，M个接收电磁声换能器依次接收所述A0模态Lamb波；3)利用伪Wigner‑Ville分布对M×M个A0模态电磁声换能器检测波形和M×M个S0模态电磁声换能器检测波形进行时频分析和模态识别；4)提取所述M×M个A0电磁声换能器检测波形的时频分析结果并记录对应的走时T₁(A0)～T_M×M(A0)；提取所述M×M个S0电磁声换能器检测波形的时频分析结果并记录对应的走时T₁(S0)～T_M×M(S0)；5)使用联合迭代重建算法确定所述A0模态和所述S0模态下所述N₁×N₂个网格中每个网格的慢度：$\begin{array}{cc}{T}_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{L}_{ij}*S_j& (i=1,2,\mathrm{...},m)\end{array}$其中，S_j为待求的第j个网格的慢度；L_ij为第i条投影射线在第j个网格中的长度；T_i为第i条投影射线的实测走时；n为正整数，且n＝N₁×N₂；m为正整数，且m＝M×M；6)使用图像融合方法将所述A0模态和所述S0模态下得到的两组慢度分布结果转化为板厚分布结果，再进行叠加，并求取平均，从而得到最终的缺陷分布结果。