[发明专利]一种金属圆棒超声螺旋扫查检测的合成孔径成像技术

权利要求书

1.一种极坐标系下的合成孔径pSAFT聚焦成像算法，其特征在于：用直径为D、焦距为F的水浸聚焦探头检测半径为R的金属圆棒，使焦点位于圆棒表面，以步距角对圆棒进行螺旋扫查，将探头的焦点设为SAFT重建过程的虚拟孔径，声束入射角和虚拟源的半孔径角分别为：

式中，C₁表示水中声速，C₂表示试样内声速；

当目标点位于心部时，会被所有扫查位置探头声场所覆盖，所有扫查角度下信号都将参与SFAT重建，即有效合成孔径弧度SAR为2π；

当目标点位于棒表面之下近表面区时，会被近场侧各扫查角下的声场所覆盖，也会被背侧各扫查角下的声场所覆盖，这两种情况的分界线用半径为r的虚线圆，即：

建立极坐标系，当目标点A(ρ,α)位于近场侧时，其SAR为γ：

当目标点A(ρ,α)位于背侧时，其SAR为γ′：

各扫查位置相对于目标点A(ρ,α)进行SAFT的信号延迟时间τ_ki为：

极坐标系下的合成孔径pSAFT聚焦成像公式为：

式中：

2.一种金属圆棒超声螺旋扫查检测的合成孔径成像技术，其特征在于，具体步骤如下：

1)、对金属圆棒螺旋扫查一周后得到数据集根据探头参数和式(Ⅰ)计算工件表面的半孔径角θ′；并根据式(Ⅱ)计算能被所有位置声束覆盖的内接圆半径r；

式中，C₁表示水中声速，C₂表示试样内声速；

2)、对圆棒内所有点A(ρ,α)以成像分辨力Δx分别将按式(Ⅲ)进行合成聚焦计算，其中ρ∈0～R，α∈0～2π，从而得到数据矩阵Sp(i,j)，i表示径向从0到R以Δx的计数，j表示周向从0到2π以的计数；

3)、将极坐标数据矩阵进行坐标变换以显示圆截面断层扫描图，坐标变换公式为：

3.按照权利要求2所述金属圆棒超声螺旋扫查检测的合成孔径成像技术，其特征在于：步骤2)中，成像分辨力Δx为每像素代表0.1mm。

4.按照权利要求2所述金属圆棒超声螺旋扫查检测的合成孔径成像技术，其特征在于：检测采用的探头为点聚焦或线聚焦探头。

5.一种权利要求2所述技术专用人工缺陷试样，其特征在于：所述人工缺陷试样设有11个横孔，孔深25mm。