[发明专利]基于变波速相位迁移的多层物体无损检测超声成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声波无损检测技术、合成孔径聚焦成像技术和相位迁移技术，实现对复杂的非规则分层物体的内部结构快速成像。

背景技术

目前，在超声波无损检测领域，对于含有分界面的分层物体的超声成像(包含接触式超声成像和液浸法超声成像，若将耦合剂层视为被测物体的一部分，则液浸法超声成像也可视为分层物体的接触式超声成像，因此本发明中将两者统一称为分层物体的超声成像)，当前主要有两种方案：一是采用时域合成孔径聚焦超声成像技术与射线跟踪(Ray Tracing)技术相结合的方法，二是采用基于相位迁移(Phase Shift Migration)技术和频域合成孔径聚焦超声成像技术的相位迁移超声成像方法。

合成孔径聚焦超声成像技术(SAFT)的基本思想是利用一个单一的换能器来模拟孔径阵列，对被测物体进行有序的扫描，并采用延时叠加(DAS)方法(时间延迟或相位延迟)对扫描得到的脉冲回波信号进行聚焦成像。SAFT工作模型如图1所示，其中，Z向为深度方向，X向为换能器扫描方向，当换能器位于u_n处时，目标反射物(x′，z′)至换能器的距离为r_n。SAFT技术有时域和频域之分：

时域SAFT基于DAS原理与多点动态聚焦技术，对目标成像区域不同深度上的聚焦点计算不同的时延。如图1，为了在目标反射物处(x′，z′)聚焦，时域SAFT技术将换能器在合成孔径长度L内的每一个扫描位置处获得的回波信号进行延时叠加处理：设s(u_n，t)为换能器在u_n处接收到的回波信号，t为采样时刻，u_n处关于目标反射物(x′，z′)的延时为

τn=2c(rn-z′)=2c(z′2+(x′-un)2-z′),n=0,1,...,L-1.]]>

其中，c为超声在介质中的传播速度，则在(x′，z′)处的成像为