科研人員提出薄板裂紋成像的新方法

最新 01-26

隨著薄板工件的廣泛應用，薄板裂紋的檢測問題變得尤其重要。超聲lamb波具有傳播距離遠、衰減小等特點，已經廣泛應用於薄板結構的無損檢測。但lamb波具有頻散特性，不能用在某些傳統超聲成像方法中。

逆時偏移方法借鑒於地球物理學，目前已應用於超聲檢測各個領域。前人採用可消除頻散影響的導波法對薄板裂紋成像進行了數值模擬，但效果較差，且實驗與模擬結果不一致。

針對薄板裂紋的檢測與成像問題，中國科學院聲學研究所汪承灝團隊利用時間反轉原理（Reverse-time-migration,RTM），對lamb波頻散進行補償，提出了一種改進的逆時偏移方法，並用激光測振儀高保真地記錄了發射和接收波形，從而得到準確清晰的裂紋圖像。相關研究成果2018年12月已在線發表於國際學術期刊AIP advances。

該方法的關鍵是基於RTM互相關成像原理，在接收陣元處將擴展的lamb波時間反轉為後向波，而擴展後向波也由於lamb波的色散而重新被壓縮。當到達板上的某一點時，後向波再次被時間反轉，然後與發射陣元發出的前向波進行卷積。通過疊加發射和接收陣元中大量發射-接收對的互相關的結果獲得準確的裂紋圖像。

目前實驗僅針對平直裂紋，推斷對於其他形狀的缺陷（如傾斜裂縫、彎曲裂縫等）也可以得到相應的圖像，這有待開展更深入的工作。