|
DOI: 10.14489/td.2015.08.pp.007-022
Базулин Е. Г., Вопилкин А. Х., Тихонов Д. С.
ПОВЫШЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ. ЧАСТЬ 1
(c. 7-22)
Аннотация. Рассмотрены вопросы практического применения метода цифровой фокусировки антенной решетки. При восстановлении изображения отражателей метод позволяет учесть физические свойства объекта контроля – его геометрию, анизотропию упругих свойств и особенности отражения ультразвуковых волн на отражателях для получения множества парциальных изо-бражений. Рассмотрены примеры применения методов обработки, позволяющих получить эффект сверхразрешения. Анализ множества парциальных изображений повышает информативность и достоверность ультразвукового контроля.
Ключевые слова: ультразвуковой неразрушающий контроль, антенные решетки, призмы, двойное сканирова-ние, FMC, C-SAFT, TFM, цифровая фокусировка антенной решеткой (ЦФА), сверхразрешение, анизотропия, метод максимальной энтропии.
Bazulin E.G., Vopilkin A.H., Tihonov D.S.
IMPROVED RELIABILITY OF ULTRASONIC INSPECTION. PART 1
(pp. 7-22)
Abstract. One of the main problems of ultrasonic testing is a solution of classification of detected flaw. Known attempts to solve this problem the selection of a configuration of transmitting and receiving, taking into account the reflection and transformation of types of waves, in the best case allow solve the problem for special cases. The article briefly reviewed the modification algorithm Combined Synthetic Aperture Focusing Technique (C-SAFT), allowing to obtain a lot partial images of the same area of the object formed by different control configurations of the transmitting-receiving elements of the two oppositely directed phased arrays. Maximum entropy method, which can be used for processing individual echoes to achieve super-resolution and for processing a set of echo, is proposed to obtain images reflectors. In most cases a priori known information about the physical properties of the object, such as its internal geometry (e.g., thickness variation), different elastic properties of the two welded materials (e.g., dissimilar welds) or anisotropy of these properties in the control can be correctly taken into account in restoration image reflectors. This significantly increased information value, as is possible to obtain images with higher resolution, low-noise and false reflections with low amplitude. Proposed approach opens up a whole new range of opportunities for different tasks of ultrasonic testing, including the problem of determining the type of discontinuity. The article gives examples of reconstructed images of these algorithms.
Keywords: ultrasonic nondestructive testing, antenna arrays, prisms, dual scanning, FMC, C-SAFT, TFM, digital focusing array (DFA), superresolution, anisotropy, maximum entropy method.
Е. Г. Базулин, А. Х. Вопилкин, Д. С. Тихонов (ООО «Научно-производственный центр «ЭХО+», Москва) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
E. G. Bazulin, A. H. Vopilkin, D. S. Tikhonov (SPC “ECHO+”, Moscow) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Официальный сайт фирмы EXTENDE. URL: http://www.extende.com/civa-2 (дата обращения: 16.06.2014).
2. Ковалев А. В., Козлов В. Н., Самокрутов А. А. и др. Импульсный эхометод при контроле бетона. Помехи и пространственная селекция // Дефектоскопия. 1990. № 2. C. 29 – 41.
3. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. 720 с.
4. Базулин Е. Г. О возможности использования в ультразвуковом неразрушающем контроле метода мак-симальной энтропии для повышения разрешающей спо-собности изображения по эхосигналам // Акуст. журн. 2013. № 2. С. 235 – 254.
5. Самокрутов А. А., Шевалдыкин В. Г. Воз-можности оценки характера несплошности металла ультразвуковым томографом с цифровой фокусировкой антенной решетки // Контроль. Диагностика. 2011. № 10. С. 63 – 70.
6. Chatillon S. et al. Time of flight inverse matching reconstruction of ultrasonic array data exploiting forwards models // NDT in Canada 2009 National Conference. 25 – 27 August, 2009. URL: http://www.ndt.net/article/aspnde2009/papers/ 10.pdf (дата обращения: 20.06.2014).
7. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. изд. 3-е, испр. М.: Наука, 1986. 288 c.
8. Kullback S. Information Theory and Statistics. New York, 1968. 416 p.
9. Maisinger K., Hobson M. P., Lasenby A. N. Max-imum-entropy image reconstruction using wavelets // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2003. № 3. P. 1 – 21.
10. Базулин Е. Г. Применение методов сверхразре-шения при экспертном контроле цилиндрических объек-тов // Дефектоскопия. 2005. № 6. С. 47 – 64.
11. Marklein R., Langenberg K.J., Mayer K. et al. Recent Applications and Advances of Numerical Modeling and Wavefield Inversion in Nondestructive Testing // Ad-vances in Radio Science. 2005. № 3. P. 167 – 174.
12. Базулин Е. Г. Восстановление изображения от-ражателей методом C-SAFT при многократном отраже-нии эхосигналов от границ цилиндрического объекта контроля // Дефектоскопия. 2013. № 2. С. 23 – 42.
13. Базулин Е. Г. Определение типа отражателя по изображению, восстановленному по эхосигналам, измеренным ультразвуковыми антенными решетками // Дефектоскопия. 2014. № 4. C. 50 – 63.
14. Базулин Е. Г. Получение изображения дефектов методом SAFT с учетом переменной скорости звука в объекте контроля // Дефектоскопия. 2011. № 11. С. 3 – 13.
15. Connolly G. D. Modelling of the propagation of ul-trasound through austenitic steel welds // UK Research Cen-tre in NDE (RCNDE), Department of Mechanical Engineer-ing Imperial College, London. SW7 2AZ. August 2009. 206 p.
16. Технология NVIDIACUDA™. URL: http://www.nvidia.ru/object/cuda-parallel-computing-ru.html (да-та обращения: 16.06.2014).
17. Базулин Е. Г. Восстановление изображения отражателей корреляционным методом в образце с областями с разными скоростями звука при произвольном ко-личестве отражений от границ // Дефектоскопия. 2014. № 9. С. 22 – 40.
18. Федоров Ф. И. Теория упругих волн в кристаллах. М.: Наука, 1965. 388 с.
19. Петрашень Г. И. Распространение волн в ани-зотропных упругих средах. Л.: Наука, 1980. 280 с.
20. Moysan J., Gueudre C., Ploix M.-A. et al. Ad-vances in ultrasonic testing of autenitic stainless steel welds. Towards a 3-d description of the material including attenua-tion and optimisation by inversion // Ultrasonic Wave Propa-gation in Non Homogeneous Media. Series: Springer Pro-ceedings in Physics. 2009. V. 128. P. 15 – 24. DOI:10.1007/1978-3-540-89105-5.
21. Connolly G., Lowe M., Roklin S., Temple A. Im-aging of defects in austenitic steel welds using an ultrasonic array // Ultrasonic Wave Propagation in Non Homogeneous Media Series: Springer Proceedings in Physics. 2009. V. 128. P. 25 – 38.
22. Базулин Е. Г. О возможности использования в ультразвуковом неразрушающем контроле метода мак-симальной энтропии для получения изображения рассеивателей по набору эхосигналов // Акуст. журн. 2013. № 2. С. 235 – 254.
23. Базулин Е. Г. Восстановление изображения от-ражателей по ультразвуковым эхосигналам методом максимальной энтропии // Дефектоскопия. 2013. № 1. С. 33 – 60.
24. Вопилкин А. Х. Развитие теории и создание ди-фракционных методов и систем ультразвукового контро-ля объектов машиностроения: дис. … д-ра техн. наук. М., 1987. 417 с.
25. Базулин Е. Г. Применение методов сверхразре-шения для анализа «тонкой» структуры вертикально ориентированных подповерхностных трещин // Дефекто-скопия. 1995. № 10. C. 9 – 13.
1. Official site of EXTENDE Company. Available at: http://www.extende.com/civa-2 (Accessed: 16.06.2014).
2. Kovalev A. V., Kozlov V. N., Samokrutov A. A. et al. (1990). Pulse echo method in concrete testing. Interfer-ence and spatial selection. Defektoskopiia, (2), pp. 29-41.
3. Born M., Vol'f E. (1973). Principles of optics. Moscow: Nauka.
4. Bazulin E. G. О (2013). Possibility of using the method of maximum entropy in ultrasonic nondestructive testing for raising resolution of the image sig-nals. Akusticheskii zhurnal, (2), pp. 235-254.
5. Samokrutov A. A., Shevaldykin V. G. (2011). The evaluation capabilities of metal discontinuity rate by ultra-sonic tomograph with digital antenna array focus-ing. Kontrol'. Diagnostika, (10), pp. 63-70.
6. Chatillon S. et al. (2009). Time of flight inverse matching reconstruction of ultrasonic array data exploiting forwards models. NDT in Canada 2009 National Conference. 25 – 27 August. Available at: http://www.ndt.net/article/ aspnde2009/papers/ 10.pdf (Ac-cessed: 20.06.2014).
7. Tikhonov A. N., Arsenin V. Ia. (1986). Methods for solving of ill-posed problems. (3rd (Revised and supplemented) ed.). Moscow: Nauka.
8. Kullback S. (1968). Information theory and statis-tics. New York.
9. Maisinger K., Hobson M. P., Lasenby A. N. (2003). Maximum-entropy image reconstruction using wavelets. Mon. Not. R. Astron. Soc., (3), pp. 1-21.
10. Bazulin E. G. (2005). Application of super resolution methods under the expert control of cylindrical ob-jects. Defektoskopiia, (6), pp. 47-64.
11. Marklein R., Langenberg K.J., Mayer K. et al. (2005). Recent applications and advances of numerical modeling and wavefield inversion in nondestructive testing. Advances in Radio Science, (3), pp. 167-174. doi: 10.5194/ars-3-167-2005
12. Bazulin E. G. (2013). Restoring the image of reflec-tors using the C-SAFT method during multiple reflection of echo signals from the boundaries of a cylindrical inspection object. Defektoskopiia, (2), pp. 23-42.
13. Bazulin E. G. (2014). Definition of reflector type using the image restored from echo signals measured with ultrasonic arrays. Defektoskopiia, (4), pp. 50-63.
14. Bazulin E. G. (2011). Obtaining image defects with SAFT method using variable sound propagation velocity in the testing object. Defektoskopiia, (11), pp. 3-13.
15. Connolly G. D. (2009). Modelling of the propaga-tion of ultrasound through austenitic steel welds. UK Re-search Centre in NDE (RCNDE), Department of Mechanical Engineering Imperial College, London. SW7 2AZ. August 2009.
16. NVIDIACUDA™ technology. Available at: http://www.nvidia.ru/object/cuda-parallel-computing-ru.html (Ac-cessed: 16.06.2014).
17. Bazulin E. G. (2014). Restoring the image of reflec-tors with correlation method in the sample areas with differ-ent speeds of sound propagation for an arbitrary number of reflections from the boundaries. Defektoskopiia, (9), pp. 22-40.
18. Fedorov F. I. (1965). Theory of elastic waves in crystals. Moscow: Nauka.
19. Petrashen' G. I. (1980). Wave propagation in aniso-tropic elastic media. Leningrad: Nauka.
20. Moysan J., Gueudre C., Ploix M.-A. et al. (2009). Advances in ultrasonic testing of austenitic stainless steel welds. Towards a 3-D description of the material including attenuation and optimization by inversion. Ultrasonic wave propagation in non homogeneous media. Series: Springer Proceedings in Physics. Vol. 128, pp. 15 – 24. DOI:10.1007/1978-3-540-89105-5.
21. Connolly G., Lowe M., Roklin S., Temple A. (2009). Imaging of defects in austenitic steel welds using an ultrasonic array. Ultrasonic wave propagation in non homo-geneous media series: Springer Proceedings in Physics. Vol. 128, pp. 25 – 38.
22. Bazulin E. G. (2013). On the possibility of using the maximum entropy method in ultrasonic nondestructive test-ing for scatterer visualization from a set of echo signals. Akusticheskii zhurnal, (2), pp. 235-254.
23. Bazulin E. G. (2013). Reconstruction of the images of reflectors from ultrasonic echo signals using the maxi-mum-entropy method. Defektoskopiia, (1), pp. 33-60.
24. Vopilkin A. Kh. (1987). The development of the theory and creation of diffraction methods and systems for ultrasonic inspection of engineering objects. PhD thesis. Moscow.
25. Bazulin E. G. (1995). Application of super resolution methods for the analysis of the fine structure of vertically oriented sub-surface cracks. Defektoskopiia, (10), pp. 9-13.
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа статьи заполните форму:
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please fill out the form below:
.
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»