管道超声相控阵全聚焦成像仿真及算法优化

来源：电子测量技术杂志2024年第6期北京时间：

作者：张鑫宇，范惜梅，李忠虎，李靖，王金明

单位：1.内蒙古科技大学机械工程学院 包头 014010; 2.内蒙古科技大学信息工程学院 包头 014010; 3.内蒙古自治区光热与风能发电重点实验室 包头 014010

摘要：针对厚壁管道内部缺陷识别困难、可视化差等问题，提出基于超声相控阵理论和全聚焦算法对厚壁管道内部缺陷进行图像重构。并针对全聚焦成像效率低的缺点，采用有限元法对外径为550 mm，壁厚为65 mm的厚壁管道超声相控阵全聚焦成像进行仿真，模拟缺陷检测过程和成像结果，并使用稀疏矩阵对算法进行优化。结果表明：在基本满足成像质量要求的情况下，采用激发中心频率为5 MHz，阵元宽度为 0.5 mm，阵元间距为1 mm，阵元数量为32时，稀疏激发矩阵比全矩阵全聚焦成像效率提高了74.81%，有效提高了成像速度，满足全聚焦快速成像的需求。

关键词：厚壁管道;超声相控阵;全聚焦方法;全矩阵;稀疏矩阵

基金资助：国家自然科学基金（62161042）、内蒙古自治区高等学校科学研究项目（NJZY23074）、内蒙古自然科学基金（2023MS06006）项目资助