一种涂层表界面完整性参数的灵敏度矩阵超声反演方法技术

一种涂层表界面完整性参数的灵敏度矩阵超声反演方法，属于无损检测技术领域。该方法针对涂层缺陷、几何、结构、性能等表界面完整性多参数高精度检测的需求，基于超声波在涂层多界面结构中的传播机制，将模型正则化、数据正则化与灵敏度矩阵分析相结合，提出了面向材料的特征检测信号正则化策略。模型正则化采用解析、数值模拟、机器学习实现超声响应信号的理论建模。数据正则化将超声检测信号与理论模型建立函数关联。灵敏度矩阵分析将不适定的非线性反问题转变为适定的线性反问题，发展了基于灵敏度矩阵的涂层表界面完整性多参数超声反演方法。该检测方法克服了传统“试错法”的不足，可推进无损检测技术由定性、半定量到精准定量跃升。

【技术实现步骤摘要】
一种涂层表界面完整性参数的灵敏度矩阵超声反演方法
本专利技术涉及一种涂层表界面完整性参数的灵敏度矩阵超声反演方法，其属于材料超声无损检测

技术介绍
热障、封严、吸波等功能涂层能够显著提升零部件的隔热、密封、隐身等综合性能，在航空领域具有广泛应用。航空功能涂层(以下简称“涂层”)的厚度、表界面形貌、组织结构、声速、密度和弹性模量等参数是控制零部件表界面完整性的关键指标。涂层多具有各向异性、非均质、超薄多界面等几何与材料耦合特点，导致超声检测信号响应机制复杂、定量描述困难、信号采集和解析受限，基于传统“试错法”的超声检测技术较难适用于涂层多未知参量同时定量无损表征的需求。研究涂层表界面完整性参数的无损检测原理及其应用技术，对其发挥优良综合性能具有重要意义。材料无损检测是典型的反问题，由于航空功能涂层常具有多界面、非均质、弹性各向异性等特点，导致其超声检测问题具有多未知参量、非线性、不适定性，多参数反演在解决该类检测问题方面具有明显优势和灵活性，已引起广泛关注。依据构建超声传播理论模型的矩阵或函数表示方式不同，反问题求解主要分为：面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂层表界面完整性参数的灵敏度矩阵超声反演方法，其特征是，将超声检测系统用数学函数表示为:/n

【技术特征摘要】
1.一种涂层表界面完整性参数的灵敏度矩阵超声反演方法，其特征是，将超声检测系统用数学函数表示为:

(1)
其中，p为涂层表界面的完整性参数，包括缺陷参数d、几何参数g、微观结构参数s和特性参数c，M(p)为系数矩阵，是描述缺陷参数d、几何参数g、微观结构参数s和特性参数c在外加超声激励x作用下的超声响应的理论模型，包括超声波的波动方程以及超声波遇到相界面或缺陷时的反射、透射引起的散射衰减、频散作用机制，y为超声波实验获得的超声输出信号；
依据超声波在涂层表界面结构中的作用机制，采用以下步骤对涂层表界面的完整性参数进行反演：
a、模型正则化：面向材料微观结构的分析结果，通过解析、数值模拟、机器学习构建能够准确描述材料的缺陷参数d、几何参数g、微观结构参数s和特性参数c在外加超声激励x下的超声响应的理论模型f(d,g,s,c)；
b、数据正则化：对超声输出信号y进行L变换处理，获得特征检测信号Ly(Lx)-1与变换后的理论模型F(d,g,s,c)的等价关系：

(2)
式中，L是采用图像处理方法、傅里叶变换、小波变换、归一化处理信号分析技术对超声输出信号进行处理的算子，F(d,g,s,c)是f(d,g,s,c)的L变换，处理后的特征检测信号Ly(Lx)-1与待求的涂层表界面完整性参数p强相关，与外加超声激励x、检测系统S和噪声N弱相关，|∂(Ly(Lx)-1)/∂x|≈0；
c、灵敏度矩阵分析...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志远，林莉，雷明凯，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21