|
DOI: 10.14489/td.2015.09.pp.010-027
Базулин Е. Г., Вопилкин А. Х., Тихонов Д. С.
ПОВЫШЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ. Часть 2
(с. 10-27)
Аннотация. Рассмотрены способы повышения отношения сигнал/шум при когерентном восстановлении изображения отражателей, ос-нованные на когерентном накоплении полезного сигнала. Продемонстрирована эффективность применения сложных сигналов для повышения отношения сигнал/шум при малом уровне полезного сигнала. Для уменьшения уровня структурного шума предложено использовать методы обработки эхосигналов в целях достижения эффекта сверхразрешения. К таким методам относятся ме-тод максимальной энтропии (МЭ), метод построения AR-модели спектра эхосигналов и метод расщепления спектра. Продемон-стрирована эффективность метода МЭ для восстановления изображения отражателей по набору эхосигналов в объекте со структурным шумом. Приведены примеры применения данных алгоритмов с анализом восстановленных изображений.
Ключевые слова: ультразвуковой неразрушающий контроль, антенные решетки, призмы, двойное сканирова-ние, FMC, C-SAFT, TFM, цифровая фокусировка антенной решеткой (ЦФА), структурный шум, сверхразрешение, сложные сигналы, построение AR-модели.
Bazulin E.G., Vopilkin A.H., Tihonov D.S.
IMPROVED RELIABILITY OF ULTRASONIC INSPECTION. Part 2
(pp. 10-27)
Abstract. The article discusses methods of improving the signal-noise ratio in coherent reconstruction of reflectors image based on coherent ac-cumulation of the useful signal. The effectiveness of complex signals to improve the signal-noise ratio at low level of the useful signal was demonstrated. To reduce the level of structural noise we suggested using the echo processing techniques in order to achieve the super-resolution effect. The effectiveness of reconciliation of maximum entropy method to restore the image of reflectors on a set of echoes in the object with structural noise was demonstrated. Restoring the image of flaw by C-SAFT method reduces the impact of indirect reflections. To account for the effect of re-reflected signal between defects we proposed a technique that uses the method of least squares and the method of maximum entropy. Evaluation of the scattered field is held with the expansion of the field in the Bourne series. We also gave examples of these algorithms with the analysis of the reconstructed images.
Keywords: ultrasonic nondestructive testing, antenna arrays, prisms, dual scanning, FMC, C-SAFT, TFM, digital focusing array (DFA), structural noise, superresolution, complex signals, maximum entropy method (MEM), method of con-structing a model AR-echo spectrum and method of splitting the spectrum.
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. Базулин Е. Г., Вопилкин А. Х., Тихонов Д. С. Повыше-ние достоверности ультразвукового контроля. Часть 1. Определе-ние типа несплошности при проведении ультразвукового контроля антенными решетками // Контроль. Диагностика. 2015. № 8. С. 7 – 22.
2. Ермолов И. Н. Теория и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1981. 240 с.
3. Левин Б. Р. Теория случайных процессов и ее примене-ние в радиотехнике. М.: Сов. радио, 1960. 664 с.
4. Пространственно-временная обработка сигналов / И. Я. Кремер [и др.]; под ред. И. Я. Кремера. М.: Радио и связь, 1984. 223 с.
5. Вакман Д. Е. Сложные сигналы и принцип неопределенности в радиолокации. М.: Сов. радио, 1965. 303 с.
6. Качанов В. К., Раппопорт Д. А., Мозговой А. В. Разра-ботка новых методов ультразвукового контроля полимерных композиционных материалов на основе использования радиолокационных сигналов // Дефектоскопия. 1990. № 9. С. 9 – 20.
7. Бадалян В. Г., Базулин Е. Г. Применение псевдослучай-ных последовательностей в цифровой акустической голографии // Акуст. журн. 1989. № 5. С. 784 – 790.
8. Соколов И. В. Разработка помехоустойчивых методов и средств многофункциональной ультразвуковой дефектоскопии сложноструктурных изделий: дис. … д-ра техн. наук. М., 2007. 275 с.
9. Базулин А. Е., Базулин Е. Г. Деконволюция сложных эхосигналов методом максимальной энтропии в ультразвуковом неразрушающем контроле // Акуст. журн. 2009. № 6. С. 772 – 783.
10. Базулин А. Е., Базулин Е. Г., Вопилкин А. Х. и др. Применение трехмерной когерентной обработки в ультразвуковом контроле // Дефектоскопия. 2014. № 2. С. 46 – 65.
11. Фалькович С. Е. Прием радиолокационных сигналов на фоне флюктуационных помех. М.: Сов. радио, 1961. 312 с.
12. Карташев В. Г., Качанов В. К., Шалимова Е. В. Основные положения теории пространственно-временной обра-ботки сигналов применительно к задачам ультразвуковой де-фектоскопии изделий из сложноструктурных материалов // Дефектоскопия. 2010. № 4. С. 19 – 29.
13. Ермолов И. Н. К вопросу о выборе оптимальных параметров эхометода ультразвуковой дефектоскопии // Дефектоскопия. 1965. № 6. С. 51 – 61.
14. Марпл-мл. С. Л. Цифровой спектральный анализ. М.: Мир, 1990. 584 с.
15. Базулин Е. Г. Получение изображения рассеивателей с продольным сверхразрешением по многочастотным цифровым акустическим голограммам при построении AR-модели спектров эхосигналов // Акуст. журн. 1993. № 2. С. 213 – 222.
16. Split-Spectrum Processing: Analysis of Polarity Threshold-ing Algorithm for Improvement of Signal-to-Noise Ratio and Detecta-bility in ultrasonic signals / P. M. Shankar [et al.] // Ultrasonic Signals. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 1989. V. 36. № 1. P. 101 – 108.
17. Gustafsson M. G. Towards adaptive split spectrum processing // Ultrasonics symposium proceedings. IEEE. 1995. V. 1. P. 729 – 732.
18. Качанов В. К., Карташев В. Г., Соколов И. В., Туркин М. В. Проблемы выделения УЗ-сигналов из структурного шума при контроле изделий из сложноструктурных материалов // Дефек-тоскопия. 2007. № 9. С. 71 – 86.
19. Базулин Е. Г. О возможности использования в ультразвуковом неразрушающем контроле метода максимальной энтропии для получения изображения рассеивателей по набору эхосигналов // Акуст. журн. 2013. № 2. С. 235 – 254.
20. Базулин Е. Г. Восстановление изображения отражателей по ультразвуковым эхосигналам методом максимальной энтропии // Дефектоскопия. 2013. № 1. С. 33 – 60.
21. Горюнов А. А., Сасковец А. В. Обратные задачи в аку-стике. М.: Изд-во МГУ, 1989. 152 с.
22. Базулин Е. Г. Применение метода максимальной энтро-пии в ультразвуковом неразрушающем контроле для получения изображений рассеивателей с учетом эффекта перерассеивания в одномерном случае // Акуст. журн. 2010. № 1. С. 103 – 112.
23. Гончарский А. В., Романов С. Ю. О двух подходах к решению коэффициентных обратных задач для волновых уравнений // Журн. вычисл. матем. и матем. физики. 2012. № 2. С. 263 – 269.
1. Bazulin E. G., Vopilkin A. Kh., Tikhonov D. S. (2015). Im-proved reliability of ultrasonic inspection. Part 1. Determine the type of discontinuity flaws during ultrasonic testing using antenna arrays. Kontrol'. Diagnostika. (8), pp. 7-22.
2. Ermolov I. N. (1981). Theory and practice of ultrasonic testing. Moscow: Mashinostroenie.
3. Levin B. R. (1960). Theory of stochastic processes and its application in radio engineering. Moscow: Sovetskoe radio.
4. Kremer I. Ia. (Ed.). (1984). Spatial-temporal signal processing. Moscow: Radio i sviaz'.
5. Vakman D. E. (1965). Sophisticated signals and the uncertainty principle in radiolocation. Moscow: Sovetskoe radio.
6. Kachanov V. K., Rappoport D. A., Mozgovoi A. V. (1990). Development of new methods of ultrasonic testing of polymer com-posites based on the use of radar signals. Defektoskopiia. (9), pp. 9-20.
7. Badalian V. G., Bazulin E. G. (1989). Using pseudorandom sequences in digital acoustic holography. Akusticheskii zhurnal. (5), pp. 784-790.
8. Sokolov I. V. (2007). Development of error-correcting methods and tools of multifunctional ultrasonic testing of complex products. PhD thesis. Мoscow.
9. Bazulin A. E., Bazulin E. G. (2009). Deconvolution of complex echo signals by the maximal entropy method in ultrasonic nondestructive testing. Akusticheskii zhurnal. (6), pp. 772-783.
10. Bazulin A. E., Bazulin E. G., Vopilkin A. Kh. et al. (2014). Using three-dimensional coherent processing in ultrasonic testing. Defektoskopiia. (2), pp. 46-65.
11. Fal'kovich S. E. (1961). Receiving radar signals on the background of fluctuation noise. Moscow: Sovetskoe radio.
12. Kartashev V. G., Kachanov V. K., Shalimova E. V. (2010). The main provisions of the theory of space-time signal processing for ultrasonic inspection of products of complex-structured materials. Defektoskopiia. (4), pp. 19-29.
13. Ermolov I. N. (1965). Choosing the optimal parameters of the echo method in ultrasonic inspection. Defektoskopiia. (6), pp. 51-61.
14. Marpl-ml. S. L. (1990). Digital spectral analysis. Moscow: Mir.
15. Bazulin E. G. (1993). Obtaining image lenses with longitudinal superresolution by multifrequency digital acoustic holograms when building AR models of the echo signals spectrums. Akusticheskii zhurnal. (2), pp. 213-222.
16. Shankar P. M. et al. (1989). Split-spectrum processing: analysis of polarity thresholding algorithm for improvement of signal-to-noise ratio and detect ability in ultrasonic signals. Ultrasonic Signals. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 36(1), pp. 101-108.
17. Gustafsson M. G. (1995). Towards adaptive split spectrum processing. Ultrasonics symposium proceedings. IEEE. Vol. 1, pp. 729-732.
18. Kachanov V. K., Kartashev V. G., Sokolov I. V., Turkin M. V. (2007). The problem of allocating the ultrasonic signals from the structure-borne noise in the control of products of complex-structured materials. Defektoskopiia. (9), pp. 71-86.
19. Bazulin E. G. (2013). Possibility of application of the method of maximum entropy in ultrasonic nondestructive testing in order to obtain the image of the lens on the set of echo signals. Akusticheskii zhurnal. (2), pp. 235-254.
20. Bazulin E. G. (2013). Recovery image from reflectors for the ultrasonic echo signals using the method of maximum entropy. Defektoskopiia. (1), pp. 33-60.
21. Goriunov A. A., Saskovets A. V. (1989). Inverse problems in acoustics. Moscow: Izdatel'stvo MGU.
22. Bazulin E. G. (2010). Application of maximum entropy method in ultrasonic NDT for imaging scatterers with regard to the effect of re dispersion in one-dimensional case. Akusticheskii zhurnal. (1), pp. 103-112.
23. Goncharskii A. V., Romanov S. Iu. (2012). Two approaches to the solution of coefficient inverse problems for wave equations. Zhurnal vychislitel'noi matematiki i matematicheskoi fiziki. (2), pp. 263-269.
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»