激光导波阵列波束成形损伤成像方法

发布时间：2021-01-19 18:50

　　激光超声检测方法在结构损伤检测领域有着广泛应用。增加激光信号用于损伤成像的技术难点。针对此挑战,采用提出的Morlet小波分析法提取激光宽频信号中对应中心频率下的窄带信息。为实现损伤的可视化,分析比较了导波阵列波束成形损伤成像算法中时间延迟叠加算法和相位延迟叠加算法,其中相位延迟叠加成像法对频域内所有频率成分实施延迟叠加能克服导波的频散效应得影响,能实现对损伤更精确的定位。为验证该方法的实用性,构建了激光激励/接收完全非接触式的实验系统,通过对Morlet小波分析后的信号采用延迟叠加算法对损伤进行成像,实验结果表明了:相位延迟叠加成像法成像效果比时间延迟成像法成像效果更佳,定位更精确。 

【文章来源】：光电子·激光. 2020,31(07)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

(a) 激光宽频带时域信号; (b) 激光宽频带频谱; (c) 小波变换后100 kHz窄带时域信号; (d) 100 kHz窄带频谱

式(4)中: ζ ˉ θ表示单位方向矢量。称BF为波束指向因子,通过在频率中施加相位延迟| k ˉ |ζ(θ)· p ˉ m]使得波束在θ方向上实现增强,如图2(c)和2(d)所示。由于一维线性阵列存在对称性的局限,图2(c)中有镜像。二维阵列可实现某一固定方向的波束指向,消除镜像干扰,如图2(d)所示。金属板中点源产生的波场各个方向的振幅都相同,对阵列中的每个传感器导波场施加延迟再进行叠加可得到如图3所示的波场:

线性和方形阵列产生的波场

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于宽带脉冲激励的管道导波时反检测方法[J]. 周进节,贾浩东,郑阳.  机械设计与制造工程. 2020(02)
[2]基于相移光纤光栅传感器的碳纤维增强树脂复合材料基体裂纹超声探伤[J]. 冀建宇,王容,吴奇,熊克.  复合材料学报. 2020(01)
[3]去除Lamb波频散的线性映射法[J]. 骆英,徐彩军,徐晨光,徐桂东,杨国英,王自平.  实验力学. 2018(05)
[4]铝板中激光Lamb波信号的模态分析与缺陷检测研究[J]. 刘增华,曹丽华,何存富,吴斌.  实验力学. 2016(04)

硕士论文
[1]Lamb波相位谱线性重构及阵列波束成形损伤成像[D]. 徐彩军.江苏大学 2018



本文编号：2987529