一种斜入射超声相控阵后处理成像算法

摘要：本文通过修正单层介质的合成孔径成像算法，得到了一种虚拟源技术与合成孔径聚焦技术结合的后处理成像算法。一方面解决了传统的合成孔径聚焦算法不适用于双层介质的问题，另一方面解决了主流的双层介质成像算法数据量庞大，成像耗时久的问题。首先利用相控阵探头耦合斜角度楔块，使超声波斜入射铝块试件中，采集来自带孔型缺陷的铝块试件的原始信号。在双层介质界面构造一系列的虚拟源点，根据阵元-虚拟源-像素点三点坐标快速计算出超声波在双层介质中的传播路径后，通过虚拟源-合成孔径算法对64个阵元的信号数据进行延时迭加聚焦成像。实验结果证明：1.基于虚拟源的合成孔径聚焦算法能够对双层介质进行检测成像，且检测图像图像能够大致还原缺陷位置，误差在0.5mm以内。2.虚拟源-合成孔径聚焦算法对硬件要求低，能够在0.65秒之内完成图像重建过程。
合成孔径聚焦算法原理
合成孔径检测时，由于每个阵元相对缺陷的位置都不一样，导致缺陷回波回到阵元的时间不等。根据距离的远近缺陷回波信号抵达阵元的时间会形成一条延时曲线。合成孔径算法会利用基于matlab编写的程序将所有阵元收到的来自缺陷p的信号回波进行延时叠加，得到缺陷p位置对应像素点的值，再根据像素点的值进行成像。

虚拟源算法原理
阵元激发的超声波在楔块中大致以球面波的形式传播，波前最先抵达分层界面的点即可看作是声波进入工件的虚拟入射点。

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