一种基于频域逆时偏移的全矩阵数据高质量成像方法技术

本发明专利技术提供一种基于频域逆时偏移的全矩阵数据高质量成像方法，对激发信号、声速分布和全矩阵数据分别进行预处理，得到激发声源矩阵、阻抗矩阵和接收声源矩阵；以前述预处理结果作为输入，对阻抗矩阵进行LU分解处理，求解得到发射波场和接收波场，最后利用成像条件得到成像结果。该成像方法利用同一频率下阻抗矩阵固定的特性，通过LU分解可一次性的求出同一频率下多次激发产生的声压场，大大节省了计算时间，提高了计算效率。采用全波动方程为基础进行波场正演，对波场传播的简化少，适应于任意复杂的声速分布中缺陷的测量，而且能够保证得到成像结果的高质量。得到成像结果的高质量。得到成像结果的高质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于频域逆时偏移的全矩阵数据高质量成像方法


[0001]本专利技术属于检测方法
，具体涉及一种基于频域逆时偏移的全矩阵数据高质量成像方法。

技术介绍

[0002]曲面部件广泛应用于各个领域。其中，轴和凸轮轴是驱动系统中的核心元件，此外，在汽车、能源和航空航天等领域由于动力学要求，广泛存在更复杂的曲面部件。然而，由于这类部件复杂的制造工艺以及恶劣的服役环境，部件容易出现孔洞和裂纹缺陷，这极大地影响了部件的力学性能，会导致部件过早失效，甚至造成严重的事故。因此，曲面部件内部缺陷的高质量检测是一个紧迫的问题，但较大的部件尺寸和复杂表面的存在也对检测技术提出了更大的挑战。
[0003]相控阵超声成像在无损检测中获得了突出地位，能够有效表征部件内部的不可见缺陷。全矩阵采集(FMC)是相控阵超声中重要的采集模式，其中每个阵元都充当接收和发射器，它能捕获到每对发射和接收阵元的完整时域信号。现有的针对全矩阵数据的成像方法已经显示出其检测具有平坦表面的部件的能力，这些部件的表面与相控阵的表面平行或倾斜，但是这些方法不能直接扩展到弯曲表面。为了测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于频域逆时偏移的全矩阵数据高质量成像方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)输入激发信号、声速分布和全矩阵数据；(2)对激发信号和全矩阵数据分别进行预处理，分别得到激发声源矩阵和接收声源矩阵；(3)对声速分布进行离散化处理，并计算得到阻抗矩阵；(4)根据得到的激发声源矩阵和接收声源矩阵，采用阻抗矩阵的LU分解，分别求解得到发射波场和接收波场；(5)采用成像条件处理发射波场和接收波场，得到初始图像，对初始图像进行后处理，得成像结果。2.根据权利要求1所述的基于频域逆时偏移的全矩阵数据高质量成像方法，其特征在于，对全矩阵数据进行如下预处理：先采用窗函数作用于全矩阵数据来滤去直达波，将滤去直达波的全矩阵数据在时间维度上进行傅里叶变换，然后将变换得到的频域中的数据取复数共轭实现逆时的效果，整理得到接收声源矩阵。3.根据权利要求1所述的基于频域逆时偏移的全矩阵数据高质量成像方法，其特征在于，对激发信号进行如下预处理：对激发信号进行时域上的傅里叶变换处理，得到激发声源矩阵。4.根据权利要求1所述的基于频域逆时偏移的全矩阵数据高质量成像方法，其特征在于，对声速分布进行离散化处理时，通过在离散化模型的四周添加完美匹配层对阻抗矩阵进行优化。5.根据权利要求1所述的基于频域逆时偏移的全矩阵数据高质量成像方法，其特征在于，步骤(3)中，阻抗矩阵A(ω)的计算公式如下：其中，表示离散化处理后得到的拉普拉斯算子；ω表示频率；c表示声速。6.根据权利要求1所述的基于频域逆时偏移的全矩阵数据高质量成像方法，其特征在于，步骤(4)的具体步骤如下：4.1取选择频带范围内任一未遍历频率作为当前频率，以当前频率对应的激发声源矩阵、接收声源矩阵和阻抗矩阵作为输入，对阻抗矩阵进行LU分解，求解得到当前频率对应的激发声压场和接收声压场；4...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵朋，纪凯鹏，卓超杰，叶盛，焦晓龙，傅建中，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：