基于超声相控阵全聚焦DAC图谱的钢轨缺陷定量方法

用相控阵全聚焦(Total focusing method,TFM)技术复核钢轨缺陷的超声检测结果时,存在缺陷定量不够准确的问题.对此本研究将传统的距离幅值校正(Distance amplitude correction,DAC)方法引入到了 TFM技术中:结合声场模型、系统函数和缺陷散射模型,建立超声测量模型以预测钢轨缺陷的全矩阵回波信号集;通过延时叠加模拟了 TFM成像结果;对缺陷位置和尺寸进行遍历,构建超声相控阵TFM-DAC图谱.试验结果表明,用TFM-DAC图谱对钢轨缺陷进行定量时精度优于6％,而传统-6 dB法的定量精度高达13％.研究中还进一步揭示了坏晶片对TFM声能分布和钢轨缺陷定量的影响规律,模拟了存在25％坏晶片的两种工况,探明了坏晶片分布方式和TFM-DAC图谱之间对应性质,发现钢轨缺陷的定量精度并没有降低,对于延长相控换能器的经济使用寿命有重要指导意义.