[发明专利]一种超声导波多分辨率聚焦成像管道检测方法及装置

权利要求书

1.一种能实现多分辨率聚焦成像的超声导波管道检测方法，其步骤如下：

(1)计算管道检测所采用超声导波的频散特性

根据管道的内外径等几何尺寸和杨氏模量、泊松比等材料力学参数，通过商用超声导波频散特性计算程序求解SH0模态超声导波的频散特性；

(2)确定超声导波聚焦成像的检测区域

检测人员根据管道工作状况，预判可能存在缺陷的管道区域，确定超声导波聚焦成像的检测区域；

(3)低频超声导波快速扫查检测区域

低频快速扫查时，矩阵开关配置成低频快速扫查模式，同时将管道检测区域按照扫查偏移量划分网格并对每个网格进行超声导波聚焦检测，遍历扫查区域所有网格，可以获得低频超声导波快速扫查图像；

(4)分析低频超声导波快速扫查结果，确定高频超声导波精细详查区域

以图像信号最大值下降-6dB为阈值，检索幅值大于阈值的网格，作为高频超声导波精细详查区域；

(5)高频超声导波精细详查缺陷附近区域

高频精细详查时，矩阵开关配置成高频精细详查模式，同时将管道高频超声导波精细详查区域按照详查偏移量划分网格并对每个网格进行超声导波聚焦检测，遍历高频超声导波精细详查区域所有网格，可以获得高频超声导波精细详查图像；

(6)合成超声导波多分辨率聚焦图像

计算机将缺陷附近区域的高频超声导波精细详查图像叠加到低频超声导波扫查图像对应的网格区域，生成超声导波多分辨率聚焦图像。

2.用于实施权利要求1的一种能实现多分辨率聚焦成像的超声导波管道检测装置，其特征在于：包括计算机软硬件部分、超声导波激励部分、超声导波接收部分和可配置的超声导波换能器阵列；

计算机软硬件部分，实现计算超声导波频散特性，控制各通道超声导波信号产生与接收，配置超声导波换能器阵列各通道工作模式，处理超声导波多分辨率聚焦图像等功能；

超声导波激励部分，包括信号发生模块和功率放大模块，信号发生模块在计算机控制下产生正弦脉冲信号，经过功率放大模块放大成可以施加到超声导波换能器的功率信号；

超声导波接收部分，包括信号放大模块和信号采集模块，信号放大模块将各通道超声导波换能器接收的微弱信号调理成适合信号采集模块的信号，信号采集模块将信号放大模块调理后的模拟信号转换成数字信号传输到计算机；

可配置的超声导波换能器阵列，包括矩阵开关和超声导波换能器阵列，通过计算机配置矩阵开关，可以将超声导波换能器阵列配置成低频快速扫查模式和高频精细详查模式。

3.根据权利要求2所述的一种能实现多分辨率聚焦成像的超声导波管道检测装置，其特征在于：超声导波换能器阵列每一通道的换能器基于磁致伸缩原理设计，由线圈层、磁致伸缩换能片层和环氧树脂耦合层组成，矩阵开关通过配置线圈层实现低频快速扫查模式和高频精细详查模式切换。