【摘 要】
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在传统的超声波探伤中,由于固体上下界面及缺陷的多次反射,声波的传播存在多径效应,使得声脉冲被展宽而造成畸变,形成散焦。采用时间反转技术可以克服多径效应的影响,使展宽
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在传统的超声波探伤中,由于固体上下界面及缺陷的多次反射,声波的传播存在多径效应,使得声脉冲被展宽而造成畸变,形成散焦。采用时间反转技术可以克服多径效应的影响,使展宽的声脉冲得到压缩集中,从而实现声束的聚焦。将单色连续波的相位共轭法推广到脉冲声波中,形成了时间反转(TR,Time Reversal)法,它可以简单叙述为:由可逆换能器阵组成的时间反转镜接收来自目标处的脉冲回波信号,将其转换成电信号后进行存储和时间反转处理,然后把这个时间反转信号加到换能器阵上重新激发声波。这样就把原来发散的声波变成会聚的声波,它不需要介质的先验知识就可以实现声波的自适应聚焦。本文将时间反转技术应用到材料缺陷定位的研究中,通过实验研究材料缺陷的定位方法。使用的实验系统包括发射部分、接收部分、换能器以及处理信号的计算机。实验基本过程如下:接收部分接收到声源发射的信号后,将其信号时反,再从相应的传感器发射出去,即先到后发、后到先发,使能量在空间和时间上得到聚焦。为了得到较好的聚焦效果,本文首先在无缺陷铝板上做了如下实验:不同波型时间反转自聚焦实验、不同超声波幅度时间反转自聚焦实验、不同超声波频率时间反转自聚焦实验以及不同传感器布局时间反转自聚焦实验。通过分析上面实验所得聚集信号以及计算其聚焦增益及主副瓣比值,确定具有较好聚焦效果的超声波波型、幅值、频率以及传感器布局方式。本文在有裂纹铝板上分别做了单通道实验和多通道实验,通过对比有裂纹铝板与无裂纹铝板上的聚焦信号并分析聚焦信号的主副瓣比值变化,研究裂纹的定位方法。
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