研究Lamb波稀疏阵列的信号连贯性和时间逆转的融合成像方法

科学领域:

• 非破坏性测试是指非破坏性测试.
• 超声波成像 超声波成像
• 波传播分析波传播分析.

背景情况:

• 时间逆转 (TR) 成像在检测板状结构方面面临挑战,原因是Lamb波模式转换和处理需求.
• 现有的方法在复杂缺陷表征的分辨率和信号噪声比方面存在局限性.

研究的目的:

• 提出和验证一种新的信号连贯因子和时间逆转融合 (SCF-TR) 成像方法,用于增强的基于Lamb波的非破坏性测试.
• 为了提高板状结构和缺陷的检测和成像分辨率,包括那些小于Lamb波长的波长.
• 为高效的SCF-TR计算开发一个优化的稀疏阵列设计.

主要方法:

• 开发了一种SCF-TR成像技术,包括振幅和相位估计,以在反转和重新聚焦过程中消除信号连贯性.
• 重新引入信号连贯性,以减轻非目标分散波的干扰,并解决雷利标准的局限性.
• 使用白优化算法 (WSO) 设计了一个稀疏阵列,以简化SCF-TR计算并提高成像效率.

主要成果:

• 与单个缺陷的标准TR相比,SCF-TR方法显著改善了阵列性能指标 (22.46%) 和信号对噪声比率 (42.50%).
• 实现了缺陷位置和形态的准确成像,即使对于比波长小的尺寸,也是如此.
• 对于低于分辨率值的缺陷,证明了超分辨率成像能力.
• 由WSO设计的稀疏阵列有效地减少了侧叶噪声,而不会影响光圈.
• 在保持精度的同时,SCF-TR成像时间缩短了约50%.

结论:

• 拟议的SCF-TR成像方法为板状结构的基于Lamb波的非破坏性测试提供了卓越的性能.
• 它克服了传统TR成像的关键局限性,使子波长分辨率和增强的缺陷特征成为可能.
• 集成WSO优化的稀疏数组显著提高了计算效率和整体成像质量.