超聲波探傷信號處理及結果分析

超聲回波信號的處理和分析是系統(tǒng)自主判傷的關鍵，通過對數(shù)據(jù)預處理可有效提高判傷結果的準確度。信號的處理及結果分析是在上位機軟件中完成的。

超聲波探傷信號預處理

在相同的環(huán)境條件下，分別對同一金屬薄板的無缺陷區(qū)域和存在缺陷區(qū)域的超聲回波信號進行采集，再通過 MATLAB 軟件對回波數(shù)據(jù)進行恢復顯示。其中，虛線為有缺陷區(qū)域采集數(shù)據(jù)的恢復波形，實線為無缺陷區(qū)域采集數(shù)據(jù)的恢復波形。對比兩組的恢復波形可以看出，波形中 7-17us 較長的時間范圍內(nèi)均為探頭的始發(fā)波，拖尾現(xiàn)象嚴重。同時缺陷回波出現(xiàn)在 15us 之后，在時間軸上探頭的始發(fā)波和缺陷回波之間存在時間差，容易區(qū)分。信號的預處理就是通過合理的算法去除始發(fā)波的影響，避免探頭始發(fā)波對判傷結果的干擾。

多變的檢測環(huán)境，不可避免的將噪聲引入超聲回波信號。所示是對采集數(shù)據(jù)進一步處理的結果，通過小波分解和重構的方法，減小的噪聲干擾并消除 2V 偏置電壓。經(jīng)小波分解與重構后，分布在始發(fā)波和回波基線上的高頻噪聲去除效果明顯，去噪后波形更加純凈，這將有利于檢測系統(tǒng)區(qū)分始發(fā)波信號與回波信號。

探傷數(shù)據(jù)的可視化

通過對超聲波信號的數(shù)據(jù)處理可對當前檢測點是否存在缺陷做出判斷，而本課題的最終目的是掃描檢測目標薄板，將超聲回波數(shù)據(jù)量化以灰度值并結合當前檢測點的位置信息，得出檢測區(qū)域的灰度圖即檢測區(qū)域的聲學特性分布圖。現(xiàn)將在完整的金屬薄板上制作一劃痕，通過檢測此劃痕來驗證檢測系統(tǒng)的檢測效果。

在掃描檢測結束之后，可得到檢測結果。在繪制的檢測區(qū)域內(nèi)部聲學特性分布圖時，根據(jù)超聲回波的量化處理結果以不同的顏色定義缺陷的大小：紅色代表較大缺陷；黃色代表細小缺陷；藍色代表無缺陷。