声学技术2024,Vol.43Issue(6) :797-802.

基于超声C扫图像反卷积的棒材缺陷定量方法

Flaw sizing method for rod workpieces based on deconvolution of ultrasonic C-scan image

董明 田辉 马宏伟 陈渊 苏成明 韩磊
声学技术2024,Vol.43Issue(6) :797-802.

基于超声C扫图像反卷积的棒材缺陷定量方法

Flaw sizing method for rod workpieces based on deconvolution of ultrasonic C-scan image

董明 1田辉 2马宏伟 1陈渊 3苏成明 4韩磊5
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作者信息

  • 1. 西安科技大学机械工程学院,陕西西安 710054;陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室,陕西西安 710054
  • 2. 西安科技大学机械工程学院,陕西西安 710054
  • 3. 陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室,陕西西安 710054
  • 4. 西安智能再制造研究院有限公司,陕西西安 710018
  • 5. 渭南陕煤启辰科技有限公司,陕西渭南 714000
  • 折叠

摘要

缺陷定量评价一直是无损检测领域研究的重点,超声波的扩散会导致C扫描图像边缘模糊,影响缺陷定量的准确性.为了提高棒材缺陷定量的准确性,提出了一种棒材超声C扫描图像反卷积方法.基于多元高斯声束模型(multi-gaussian beam model,MGB),根据超声波在曲面界面的传播规律,推导了棒材水浸超声成像系统的点扩散函数(point spread function,PSF).利用四轴超声水浸检测系统对含有平底孔的尼龙棒进行了检测,得到了C扫描图像,然后用Richardson-Lucy(RL)迭代算法对C扫描图像进行反卷积处理.使用 6dB下降法分别对原始图像和反卷积处理后的图像进行定量分析.结果表明,反卷积处理后定量误差更小,特别是将直径 1.5 mm平底孔的误差由88%降低到了18.7%.

Abstract

Flaw sizing is the focus of research in the flied of non-destructive testing.The diffusion of ultrasonic waves will cause edge blur of C-scan images,which affects the accuracy of flaw sizing.Based on the multi-Gaussian beam model,according to the propagation law of the ultrasonic wave at a curved interface,the point spread function(PSF)of the rod water-immersion ultrasonic imaging system is deduced.The nylon rod with flat-bottomed holes is scanned by a four-axis ultrasonic water-immersion testing system to obtain the C-scan image,and then the C-scan image is deconvoluted with the Richardson-Lucy iterative algorithm.The 6 dB drop technique is used to quantitatively analyze the original image and the deconvoluted image.The results indicate that the proposed deconvolution method exhibits a higher sizing accuracy.In particular,the error of the 1.5 mm diameter flat-bottom hole is reduced from 88%to 18.7%.

关键词

点扩散函数/多元高斯声束模型/Richardson-Lucy(RL)迭代算法/棒材工件

Key words

point spread function/multi-Gaussian beam model/Richardson-Lucy(RL)iterative algorithm/rod workpiece

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出版年

2024
声学技术
中科院声学所东海研究站,同济大学声学所,上海市声学学会,上海船舶电子设备研究所

声学技术

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.415
ISSN:1000-3630
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