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原文传递一种基于频域弹性逆时偏移的曲面零件缺陷超声全矩阵成像方法

专利名称：	一种基于频域弹性逆时偏移的曲面零件缺陷超声全矩阵成像方法
摘要：	本发明提供一种基于频域弹性逆时偏移(FD‑ERTM)的曲面零件缺陷超声全矩阵成像方法，用于曲面产品内部缺陷的高精度成像。该成像方法在每个频率下的声源波场和接收波场通过频域中的全弹性波方程进行重建，来精准模拟超声波在弹性体内的传播；然后利用Holmholtz分解成像条件对波场进行处理，得到纵波分量，避免纵波和横波之间的混叠，以高精度地提取缺陷。与传统的成像方法相比，该方法具有很大的优势。与TFM相比，该方法恢复了全波形，并对固体介质中的模式转换进行了建模，成像精度提高了2‑36倍。此外，频率选择和并行计算降低了所提出方法的计算复杂度，并将时间成本降低到ERTM的1/14。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	赵朋;纪凯鹏;陈豪;潘程峰;颉俊;傅建中
专利状态：	有效
申请日期：	2023-06-16T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-07T00:00:00+0800
申请号：	CN202310715304.5
公开号：	CN117007683A
代理机构：	杭州知闲专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	王于敏
分类号：	G01N29/06;G01N29/44;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/06;G01N29/44
申请人地址：	310027 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种基于频域弹性逆时偏移的曲面零件缺陷超声全矩阵成像方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)输入声源信号、曲面零件的参数模型和测得的全矩阵数据； (2)对参数模型进行离散化处理，得到阻抗矩阵；对声源信号和全矩阵数据分别进行预处理，得到声源矩阵和接收矩阵； (3)取任一未遍历频率作为当前频率，利用阻抗矩阵的LU分解对当前频率的声源矩阵和接收矩阵分别进行处理，得到当前频率的声源波场和接收波场； (4)对当前频率的声源波场和接收波场进行重塑后作用成像条件，得到当前频率对应的成像结果； (5)遍历所有离散频率，将所有离散频率对应的成像结果进行叠加，得到曲面零件的内部缺陷成像结果。 2.根据权利要求1所述的基于频域弹性逆时偏移的曲面零件缺陷超声全矩阵成像方法，其特征在于，步骤(2)中，声源信号的预处理过程为：将声源信号通过傅里叶变换转换到频域，并分配到各离散化节点，得到初始声源矩阵。 3.根据权利要求1所述的基于频域弹性逆时偏移的曲面零件缺陷超声全矩阵成像方法，其特征在于，步骤(2)中，全矩阵数据的预处理过程为：将全矩阵数据利用窗函数移除初至波后，通过傅里叶变换转换到频域并取共轭，得到频域的逆时数据，将逆时数据分配到各离散化节点，得到初始接收矩阵。 4.根据权利要求1所述的基于频域弹性逆时偏移的曲面零件缺陷超声全矩阵成像方法，其特征在于，步骤(1)中，参数模型包括Lame参数λ(x,z)和μ(x,z)，以及密度参数ρ(x,z)。 5.根据权利要求1所述的基于频域弹性逆时偏移的曲面零件缺陷超声全矩阵成像方法，其特征在于，步骤(4)中，对当前频率ωj对应的重塑后的声源波场和接收波场作用的成像条件为：其中，Imωj(x,z)表示当前频率ωj对应的成像结果；j∈[1，Nω]，Nω表示离散频率的个数；i∈[1，M]，M表示振元的个数；*表示取复数共轭；分别表示当前频率ωj对应的标量波场，通过Helmholtz分解从重塑的声源波场和接收波场中提取得到，具体表达式如下：式中，表示散度算子；/>表示当前频率ωj对应的重塑声源波场；表示当前频率ωj对应的重塑接收波场。
所属类别：	发明专利