實驗名稱：激光和壓電傳感器密集型矩形陣列成像質量的比較分析

　　研究方向：Lamb波、無損檢測、缺陷成像和定位

　　測試目的：

　　將密集型矩(ju)形陣列分(fen)別(bie)與壓電傳(chuan)感(gan)器檢(jian)測(ce)技(ji)術和激光(guang)檢(jian)測(ce)技(ji)術相結合，利用幅值(zhi)成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)和符號相干因子成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)實現對鋁板結構中模(mo)擬缺(que)陷的準確定位(wei)，并(bing)比較分(fen)析(xi)壓電傳(chuan)感(gan)器檢(jian)測(ce)技(ji)術和激光(guang)超聲檢(jian)測(ce)技(ji)術的成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)質(zhi)量(liang)。

　　測試設備：ATA-2041高壓放大器、函數(shu)發生(sheng)器(qi)、數(shu)字示波器(qi)、壓電傳(chuan)感器(qi)陣列

　　圖：密集型矩形壓電傳感器陣列實驗(yan)系統

　　實驗過程：

　　圖2：密集型矩形壓電傳感器陣列成像

　　實(shi)驗中搭建密集(ji)型矩(ju)形(xing)壓(ya)電傳感器陣列(lie)實(shi)驗系統，根據(ju)采集(ji)方法，可(ke)采集(ji)到(dao)240組數據。為了降低其他頻率的干擾，對采集到的陣(zhen)列信號進行連續小波變換(huan)提取頻率40kHz下的信號。為了消除(chu)鋁板表面不一致(zhi)等(deng)外界環境的影響，對(dui)連續小波(bo)變(bian)換后(hou)(hou)的信號進行(xing)歸一化(hua)處(chu)理，利用幅值成像(xiang)和符號相干因子成像(xiang)方法(fa)對(dui)預處(chu)理后(hou)(hou)的數據進行(xing)成像(xiang)，結果如圖2所示，其中，圖中白色圓圈代表缺陷位置，白色圓點代表陣元點。

　　通過壓電傳感(gan)器(qi)陣列缺陷定(ding)位成(cheng)像結(jie)(jie)果可知，將密集(ji)型矩形壓電傳感(gan)器(qi)陣列和幅值成(cheng)像算法、符號相(xiang)干因子成(cheng)像算法相(xiang)結(jie)(jie)合，能(neng)夠實(shi)現鋁(lv)板中模擬缺陷的定(ding)位。幅(fu)值成像與符號(hao)相干(gan)因(yin)(yin)子(zi)成像結(jie)果(guo)相比，符號(hao)相干(gan)因(yin)(yin)子(zi)成像能夠提(ti)高分辨(bian)率和(he)信噪比，同(tong)時抑制(zhi)旁瓣(ban)和(he)柵瓣(ban)，使得成像結(jie)果(guo)幾(ji)乎沒有贗(yan)像。

　　圖3：密集型矩形激光超聲傳感器陣列成像

　　搭建激(ji)(ji)光(guang)超(chao)聲(sheng)傳感(gan)器(qi)陣列實(shi)(shi)驗裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，實(shi)(shi)驗裝(zhuang)置(zhi)(zhi)由激(ji)(ji)光(guang)超(chao)聲(sheng)檢(jian)測系統和被檢(jian)對象(xiang)鋁板組成。與壓電傳感器陣(zhen)列采(cai)集(ji)的數據量相同，對(dui)采(cai)集(ji)到的陣(zhen)列信(xin)號進行(xing)連續小波變換提取頻率40kHz下的信號，并進行歸一化處理，利用幅值成像和符號相干因子成像方法對預處理后的數據進行成像，結果如圖3所示，其中，白色圓圈代表缺陷位置，白色圓點代表陣元點。

　　通過(guo)激(ji)光(guang)超聲(sheng)(sheng)傳感(gan)(gan)器陣(zhen)列缺陷定(ding)(ding)位成像結(jie)果可知(zhi)，激(ji)光(guang)超聲(sheng)(sheng)傳感(gan)(gan)器陣(zhen)列技(ji)術能夠有效地(di)實現鋁(lv)板(ban)中(zhong)模擬缺陷的準確定(ding)(ding)位。激(ji)光(guang)超聲傳(chuan)感(gan)器(qi)陣列(lie)技術具有非(fei)接觸、點(dian)聚焦的優點(dian)，因(yin)此(ci)，與壓電傳(chuan)感(gan)器(qi)陣列(lie)成(cheng)像結果相比，激(ji)光(guang)超聲傳(chuan)感(gan)器(qi)陣列(lie)成(cheng)像結果贗像驟減(jian)，同(tong)時(shi)2種成像方法的對比度均有了較大的提高，進而改善了成像質量。

　　實驗結果：

　　通過對(dui)比圖2和圖3中2種成像結果，在閾值設定一樣的情況下，幅值成像對比度相對較高，而準確度較低。符(fu)號相干因(yin)子成(cheng)像方(fang)法使(shi)成(cheng)像的結果(guo)更加精(jing)確。不(bu)僅(jin)使缺(que)陷位置準(zhun)確識別，而(er)且也很大程(cheng)度上(shang)減少了贗像的(de)產(chan)生。

　　1、提出(chu)了一(yi)種基于陣列(lie)數據相(xiang)位差(cha)的符號相(xiang)干因(yin)子成像方法，該方法能夠(gou)提高分(fen)辨率和信(xin)噪比，同時抑制旁瓣和柵瓣。

　　2、將(jiang)壓(ya)電傳感(gan)器陣(zhen)列(lie)和激光(guang)超(chao)聲(sheng)傳感(gan)器陣(zhen)列(lie)分別(bie)與幅值成像和符號相(xiang)干(gan)因子(zi)成像相(xiang)結(jie)合(he)，實現了(le)對鋁板中缺陷的有效定位。

　　3、通過將壓電傳(chuan)感器(qi)陣列成像結果(guo)(guo)和激光超聲陣列成像結果(guo)(guo)對比(bi)，由(you)于耦(ou)合不均(jun)勻(yun)、接(jie)觸面積大等(deng)原因，壓電傳(chuan)感器(qi)陣列成像結果(guo)(guo)出現(xian)大量贗像。而激光(guang)超(chao)聲陣(zhen)列具有非接(jie)觸、點聚焦的優點，其成像(xiang)(xiang)結(jie)果僅(jin)有少量贗(yan)像(xiang)(xiang)，缺陷定位更加準確。

　　安泰ATA-2041功率放大(da)器：

　　圖(tu)：ATA-2041功率放大器指標參數

　　本文實驗素材由(you)西安(an)安(an)泰電子整(zheng)理發布(bu)。西安(an)安(an)泰電子是專業從事功率放大器(qi)、高壓(ya)放大器、功率信號(hao)源(yuan)、前(qian)置微小(xiao)信號(hao)放大(da)器(qi)、高精(jing)度電(dian)壓源(yuan)、高精(jing)度(du)電流源等電子測量儀(yi)器研發、生產和(he)銷售的高科(ke)技企業。公司致(zhi)力于(yu)功率放(fang)大(da)器、功率信號源、計量校(xiao)準源等產(chan)品為(wei)核心的(de)相關行業(ye)測試解(jie)決方案的(de)研究，為(wei)用(yong)戶(hu)提供具有競(jing)爭(zheng)力的(de)測試方案，Aigtek已經成為(wei)在業(ye)界擁有廣泛(fan)產(chan)品線，且具有相當規模的(de)儀(yi)器設備(bei)供應商(shang)，樣機都支(zhi)持(chi)免費(fei)試用(yong)。如想了解(jie)更多功率放(fang)大(da)器等產(chan)品，請持(chi)續(xu)關注安泰電子官網hkdyw.cn或(huo)撥打029-88865020。