超聲檢測：薄板中超聲導(dǎo)波傳播模態(tài)信號分析方法

Lamb(蘭姆)波是二維波,與三維體波相比具有衰減速度慢,傳播距離遠的特點,因此常被用于大型板材的長距離及快速無損檢測中.板材中蘭姆波與管中、變截面波導(dǎo)介質(zhì)中的導(dǎo)波一樣,具有頻散性與多模態(tài)性.加上環(huán)境噪聲等多方面因素的影響,導(dǎo)波檢測時傳感器接收到的Lamb波信號非常復(fù)雜,屬于非平穩(wěn)隨機信號,需要利用有效的信號處理技術(shù)提取有用的信息成分才能確定合適的激勵方式,獲得更好的檢測成像效果.傳統(tǒng)的處理Lamb波信號的方法包括反射系數(shù)法、傅里葉變換法、小波變換法、動態(tài)光彈法等,但是這些方法都有各自的不足.反射系數(shù)法是通過測量漏蘭姆波的頻散曲線來確定材料的性質(zhì),但測量難度較大.傅里葉變換只能處理線性非平穩(wěn)的信號.
 

HilbertＧHuang變換(HHT)是一種近幾年發(fā)展起來的一種自適應(yīng)信號處理方法,不受Heisenberg測不準原理制約,可以在時間和頻率上同時達到很高的精度,非常適用于分析突變信號.筆者以薄壁鋁板為研究對象,利用雙重時間尺度的方法,即采用二維傅里葉變換法整體傳播時間尺度,HilbertＧHuang變換從單一信號時間尺度,將二者相結(jié)合對在鋁板中不同位置采集到的Lamb波信號作數(shù)據(jù)處理與分析,與半解析有限元法得到蘭姆波的頻散曲線相對照,進而識別與分析鋁板中蘭姆波模態(tài),獲得較高的時間分辨率.

 

１薄板中超聲導(dǎo)波分離模態(tài)信號分析方法

１．１傳播特性的半解析有限元分析

在邊界自由的固體板中,板材厚度與激勵聲波波長數(shù)量級相當時,在板中產(chǎn)生的應(yīng)力波就是Lamb波.根據(jù)薄板兩表面質(zhì)點振動相位關(guān)系,Lamb波分為對稱型Lamb波和反對稱型Lamb波,分別用Sn、An表示,n為模態(tài)的階次(n＝０,１,２,３

無損檢測數(shù)字化工作流程

通過使用DICONDE技術(shù)，無損檢測成像的工作流程變得更為簡單，而相較于傳統(tǒng)的膠片拍攝流程，其效率更高，且成本更低，同時對于與其他數(shù)字化工作的配合來看，其靈活性也更高。對使用目視或X射線檢測的技術(shù)用戶來說，無論是數(shù)據(jù)采集還是共享，數(shù)字圖像工作流程使得整個報告交付和整合的過程變得更為簡單。
 

數(shù)字采集

不同于膠片處理的是，數(shù)字化處理的靈活性非常高，在各種特定情況下都能獲取較佳的采集效果：在低電壓和實驗室環(huán)境下，可以使用直接X射線照相技術(shù)結(jié)合平板探測器；實地數(shù)字采集可以使用熒光板結(jié)合激光掃描；甚至是對于膠片采集來說，都可以使用數(shù)字轉(zhuǎn)換器來創(chuàng)建一個數(shù)字拷貝件。

數(shù)字傳輸

數(shù)字圖像可以直接從采集地點進行傳輸，或者是從某個*的上載點，經(jīng)由安全服務(wù)器傳輸至檢測站。這縮短了圖像傳輸?shù)闹苻D(zhuǎn)時間，確保圖像運送的安全性，因為我們*再花數(shù)小時或數(shù)天時間來運送膠片，也*再為成堆的膠片進行標記，當然再也不用擔(dān)心膠片的丟失。現(xiàn)場的圖像采集和數(shù)字傳輸也能提供有價值的趨勢和環(huán)境數(shù)據(jù)，而這可以幫助管理者對項目的規(guī)劃。

 

數(shù)字審核

在數(shù)字化工作流程的審查階段，圖像的傳遞是自動的，這意味著其傳送至檢測小組的時間不會**過一小時。通過數(shù)字技術(shù)，文檔查詢的速度也變得更快。檢測人員可以通過查詢文檔進行圖像檢索，然后將圖像與涉及的工件視圖進行比較（或者是具有類似磨損和腐蝕形貌圖案的工件），最后做出更科學(xué)的決策。

 

數(shù)字存檔

通過數(shù)字技術(shù)，可以輕松創(chuàng)建歷史檢測數(shù)據(jù)的*歸檔。*歸檔使儲存、檢測前期規(guī)劃和后期檢測分析變得更快、更精確。它也提供了用于將來再分析的一個平臺（通過更新的軟件工具），或?qū)Ω驹蛘{(diào)查進行協(xié)助。

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