基于Acquire软件的相控阵超声曲面自适应仿形方法

陈 恺，朱利民，张 杨

(上海交通大学 机械与动力工程学院， 上海 200240)

相控阵超声技术具有检测效率高和便于开发自动化检测系统等特点，近年来在航空航天领域的复合材料、大型复杂构件的检测中应用广泛[1]。相控阵超声系统的探头由多个阵元以不同的阵列形式排布，通过对不同的阵元施加幅值、相位不同的激励电压脉冲，调整延时法则，可实现声束焦点位置和方向的调整[2]，同时，多个阵元进行超声信号收发可大大提高检测效率。在检测未知形状的试件时，由于无法预先计算延时法则，超声能量在传播过程中损失过大，测量范围减小，测量精度受到影响[3]。在检测曲面试件时，部分超声成像算法(如全聚焦成像和平面波成像)都要求曲面形状已知[4]。

针对未知形状曲面构件的超声检测问题，目前广泛采用自适应全聚焦成像和自适应平面波成像法来解决。自适应全聚焦成像法采用依次激发阵元、所有阵元接收信号的收发方式[5]；自适应平面波成像法采用激发所有阵元并使用所有阵元接收信号的收发方式[6]，二者都需要计算测量区域内每个像素点的超声信号叠加幅值，并根据图像结果提取出构件的表面轮廓。这两种方法的缺点是需要大量计算声波的传播路径，难以应用于实时检测[7]。

ROBERT等[8]提出了自适应的超声检测方法。自适应超声检测技术是一种基于迭代优化的技术，其根据渡越时间对延时时间进行优化，使得超声波聚焦于被测件表面。……