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基于自回归谱外推的小尺寸裂纹TOFD定量检测 被引量：7
1
作者 孙旭 金士杰 +6 位作者 张东辉 刘丽丽 张树潇 杨会敏 张晓峰 廖静瑜 林莉 《无损检测》 2017年第10期8-11,共4页
利用超声衍射时差法(Time of Flight Diffraction,TOFD)对合金钢焊缝中的小尺寸裂纹实施检测时,受脉冲宽度等因素制约,裂纹上、下端点的衍射波会发生混叠,而导致裂纹高度定量困难。采用自回归谱外推(Autoregressive Spectral Extrapolat... 利用超声衍射时差法(Time of Flight Diffraction,TOFD)对合金钢焊缝中的小尺寸裂纹实施检测时,受脉冲宽度等因素制约,裂纹上、下端点的衍射波会发生混叠,而导致裂纹高度定量困难。采用自回归谱外推(Autoregressive Spectral Extrapolation,ARSE)技术对混叠信号进行处理,扩展有效频带范围,达到压缩时域信号脉宽和提高时间分辨率的目的。结果表明,结合ARSE技术可有效分离混叠信号,实现厚度100.0mm合金钢中深度50.0mm处高度1.0mm裂纹的TOFD定量检测,且相对定量误差不超过5.3%。 展开更多
关键词 超声衍射时差法 混叠信号 自回归谱外推 裂纹高度
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基于自回归谱外推方法的TOFD检测盲区抑制 被引量：12
2
作者 孙旭 金士杰 +3 位作者 张东辉 刘丽丽 杨会敏 林莉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第22期15-20,共6页
结合自回归谱外推方法与超声衍射时差法(Time of flight diffraction, TOFD),抑制直通波脉冲宽度造成的近表面检测盲区。建立碳钢试块模型,并设置上尖端埋深d依次为2.5 mm、3.0 mm、5.0 mm及7.0 mm的底面开口槽,模拟选用中心频率5 MHz... 结合自回归谱外推方法与超声衍射时差法(Time of flight diffraction, TOFD),抑制直通波脉冲宽度造成的近表面检测盲区。建立碳钢试块模型,并设置上尖端埋深d依次为2.5 mm、3.0 mm、5.0 mm及7.0 mm的底面开口槽,模拟选用中心频率5 MHz、探头中心距34.0 mm的TOFD探头实施检测。利用自回归谱外推方法扩宽傅里叶变换后的混叠信号频带,压缩时域脉冲宽度,分离了混叠的直通波与衍射波,将TOFD检测盲区深度由8.3 mm抑制到2.5 mm以内,实现四个底面开口槽的同时检出与定位。针对碳钢试块中埋深3.0mm底面开口槽进行试验验证,定位误差为0.30mm。与常规TOFD和频谱分析方法相比,自回归谱外推方法以高信噪比频带为基础,外推有效频带外的高频与低频范围数据,提高时间分辨率,为TOFD检测盲区内缺陷定位提供了新思路。 展开更多
关键词 超声衍射时差法 自回归谱外推 盲区 缺陷定位
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基于自回归谱外推的全聚焦成像分辨力提升 被引量：3
3
作者 林莉 史思琪 +4 位作者 孙旭 马志远 张晓峰 刘丽丽 金士杰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第22期8-13,23,共7页
针对相邻缺陷全聚焦超声成像混叠问题,结合低阶、宽有效频带自回归谱外推方法,压缩超声波时域脉冲宽度,实现亚波长级全聚焦(Totaλfocusing method,TFM)成像分辨力。建立碳钢试块模型,设置两个中心间距1.8 mm,直径1.3 mm圆孔,选用中心频... 针对相邻缺陷全聚焦超声成像混叠问题,结合低阶、宽有效频带自回归谱外推方法,压缩超声波时域脉冲宽度,实现亚波长级全聚焦(Totaλfocusing method,TFM)成像分辨力。建立碳钢试块模型,设置两个中心间距1.8 mm,直径1.3 mm圆孔,选用中心频率2.25 MHz,32阵元相控阵探头采集全矩阵数据。针对全矩阵数据,选择自回归阶数为2,信号频谱最大幅值下降14 dB为有效频带,建立自回归模型并外推有效频带外的高频与低频成分,随后对全矩阵数据进行延迟叠加处理和TFM成像。仿真结果表明,低阶、宽有效频带自回归谱外推处理方法具有较高的鲁棒性和准确性,TFM成像后可有效分离中心间距0.7λ(λ为超声波长)圆孔,保留缺陷横向位置信息的同时,定位误差不超过0.73%。对碳钢试块中相同位置及尺寸的圆孔进行试验验证,定位误差不超过1.06%,有效地提高TFM成像分辨力。 展开更多
关键词 超声检测 全聚焦方法 自回归谱外推 成像分辨力
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线性调频激励的倒装芯片高频超声回波解卷积与缺陷检测
4
作者 宿磊 谢万隆 +4 位作者 明雪飞 顾杰斐 赵新维 李可 PECHT Michael 《声学学报》 北大核心 2025年第1期128-137,共10页
针对倒装焊芯片高频超声检测回波微弱、信号混叠、受噪声影响大导致焊球缺陷难以准确检测的难题,提出一种基于预调制线性调频(LFM)激励和自回归谱外推法的高频超声检测方法。建立倒装焊芯片缺陷高频超声检测仿真模型,结合超声探头响应设... 针对倒装焊芯片高频超声检测回波微弱、信号混叠、受噪声影响大导致焊球缺陷难以准确检测的难题,提出一种基于预调制线性调频(LFM)激励和自回归谱外推法的高频超声检测方法。建立倒装焊芯片缺陷高频超声检测仿真模型,结合超声探头响应设计LFM信号作为探头激励信号,采用预调制LFM信号作参考信号对回波信号进行脉冲压缩,抑制噪声,信噪比平均提高12 dB;利用改进协方差法计算信号有效频带的自回归系数,对脉冲压缩后超声信号有效频带进行频谱外推,分离混叠回波信号;通过参数化扫描获取倒装焊芯片B扫描图像,对含噪声B扫描矩阵进行脉冲压缩、计算自回归系数矩阵及频谱外推,经滑动平均滤波进一步抑制噪声亮斑,对比分析无缺陷焊球模型和裂纹、孔洞焊球模型结果。仿真结果表明,该方法能够大幅提高B扫图时域分辨率,在-4 dB噪声影响下仍有较好效果。通过提取B扫图回波峰值所在时间,结合材料声速可计算缺陷预埋深度。在裂纹、孔洞缺陷焊球模型中预埋深计算误差均小于5%,可实现焊球缺陷识别与定位。 展开更多
关键词 倒装焊芯片 缺陷检测 高频超声 线性调频信号 自回归谱外推
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基于AR-TFM方法的超声成像分辨力提升
5
作者 史思琪 林莉 +4 位作者 严宇 廖静瑜 张晓峰 杨会敏 金士杰 《无损检测》 CAS 2021年第12期1-4,80,共5页
将多频带自回归(AR)谱外推和全聚焦方法(TFM)相结合,提出了一种AR-TFM方法,可将超声成像分辨力从波长级提升至亚波长级。采用基于高阶累积量的奇异值分解方法确定AR阶数,选择多组有效频带外推处理全矩阵数据中的阵列信号,并对结果进行... 将多频带自回归(AR)谱外推和全聚焦方法(TFM)相结合,提出了一种AR-TFM方法,可将超声成像分辨力从波长级提升至亚波长级。采用基于高阶累积量的奇异值分解方法确定AR阶数,选择多组有效频带外推处理全矩阵数据中的阵列信号,并对结果进行平均加权,最后实施延时叠加和逐点成像,提高该方法的适用性和鲁棒性。分别采用TFM和AR-TFM方法对碳钢试块进行检测,并对其检测结果进行对比。仿真和试验结果表明,AR-TFM方法能够突破瑞利准则的限制,有效提高超声成像分辨力,实现了碳钢试块3个中心距为0.7λ(λ为超声波长)的相邻圆孔的分离,缺陷深度定位误差不超过1.8%,中心距定位误差不超过15%。 展开更多
关键词 自回归谱外推 全聚焦方法 成像分辨力 AR-TFM
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基于TOFD周向扫查图像特征的管道缺陷超声检测 被引量：2
6
作者 金士杰 张波 +2 位作者 孙旭 王志诚 林莉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期18-24,共7页
利用超声衍射时差法(Time-of-flight diffraction,TOFD)对管道进行周向扫查检测时,直达纵波传播路径与管道表面不平行,需分别对直达纵波上下区域内缺陷进行识别和定位检测。特别地,管道结构导致TOFD近表面盲区增大,缺陷衍射波与直达纵... 利用超声衍射时差法(Time-of-flight diffraction,TOFD)对管道进行周向扫查检测时,直达纵波传播路径与管道表面不平行,需分别对直达纵波上下区域内缺陷进行识别和定位检测。特别地,管道结构导致TOFD近表面盲区增大,缺陷衍射波与直达纵波发生混叠。针对上述问题,理论分析极坐标系下的管道TOFD周向扫查图像中缺陷衍射波特征,借此确定缺陷与直达纵波的相对位置。在此基础上,对盲区外缺陷进行定位检测,并结合自回归谱外推方法计算盲区内缺陷深度。试验结果显示,对于外壁半径100.0 mm,壁厚30.0 mm碳钢管道,在5 MHz中心频率和不同探头中心距(Probe center separation,PCS)的检测条件下,埋深4.0 mm的上表面开口槽与埋深16.0 mm的下表面开口槽均可检出,且定位误差不超过0.36 mm。缺陷衍射波特征与PCS直接相关,对管道进行周向扫查检测时应合理调整参数。 展开更多
关键词 超声衍射时差法 管道 周向扫查 超声检测 自回归谱外推
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TOFD检测近表面盲区抑制方法研究 被引量：2
7
作者 张东辉 孙旭 金士杰 《无损探伤》 2019年第4期6-10,共5页
针对超声衍射时差法存在近表面检测盲区问题,在简述参数优化法、变型波法、频谱分析法以及自回归谱外推法的盲区抑制原理的基础上,分别给出了每种方法的算例,探讨了不同方法的特点及适用性,为TOFD实际检测中近表面盲区抑制提供借鉴和参考。
关键词 超声衍射时差法 盲区 参数优化 变型波 频谱分析 自回归谱外推
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