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1.一种基于瞬时相位的超声导波复合成像方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)通过全矩阵采集的方式,依次激励线性阵列换能器的N个阵元,由其他N‑1个阵元接收信号,采集得到N N组全矩阵时域信号 ,其中i代表激励阵元,j代表接收阵元;(2)将时域信号构造为解析函数 ,得到信号的瞬时相位,公式如下: 其中 为原信号, 为原信号的希尔伯特变换;(3)建立成像坐标系,以阵列换能器中心为坐标原点,x表示换能器水平方向,z表示换能器垂直方向;针对每一个成像点 ,其幅值信息为 其相位信息为 其中 为信号从发射阵元经过成像点 到接收阵元的飞行时间;(4)设定瞬时相位的阈值 ,用以减小噪声信号引起的误差,噪声信号的相位随机分布,其相位标准差 ,对于不存在缺陷的成像点P(x,z),由噪声信号会导致误判为存在缺陷;根据切比雪夫不等式 其中 是错误指示缺陷的概率, 由此得到阈值 的公式如下: 其中M为信号个数,即 ;(5)确定瞬时相位加权因子IPWF,对于相位信息超过阈值的成像点,IPWF取值为1,对于相位信息超过阈值的点,IPWF取值 ,以此可以在提高图像对比度的同时,防止微小缺陷被漏检,IPWF的表达式如下: (6)瞬时相位加权成像,由以下公式 得到 和 两幅瞬时相位加权图像;(7)根据得到的 模态和 模态瞬时相位加权图像,根据以下规则复合成像 即针对每个成像点,如果两个模态的 都高于它们各自的阈值,则意味着两种模态都检测到缺陷,复合图像 取两者的较大值;如果两个模态的 都低于它们各自的阈值,则意味着两种模态都未检测到缺陷,复合图像 取两者的较小值;如果只有其中一种模态的 超过阈值,则意味着该模态检测到缺陷,复合图像 取该模态的值;(8)对缺陷部分进行局部矢量成像包括以下步骤,首先,将复合成像图 中各个缺陷最大值处下降‑6dB所对应的区域进行局部矢量全聚焦成像,各成像点P(x,z)的单位方向矢量为 其中 ,是导波信号经过成像点处反射平面的法线方向单位矢量;其次,将单位方向矢量与成像点幅值相乘即可得到幅值矢量 ,可通过下式计算 最后,根据幅值矢量方向与目标缺陷反射面垂直的关系,可以计算目标缺陷与x轴正向的夹角大小,由以下公式计算 其中A代表成像区域中缺陷的范围, 表示幅值矢量的x分量, 表示幅值矢量的z分量。 |