基于合成孔徑缺陷檢測(cè)技術(shù)的研究

摘? 要：缺陷常常以一種不連續(xù)的形式存在于生產(chǎn)制造作業(yè)中各類(lèi)待加工的材料中，也正是因?yàn)檫@樣缺陷的分類(lèi)及識(shí)別成為制造領(lǐng)域研究一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。現(xiàn)階段全新的生產(chǎn)行業(yè)所使用的缺陷檢測(cè)有超聲無(wú)損檢測(cè)等技術(shù)，其對(duì)合成孔徑的檢測(cè)有著重要現(xiàn)實(shí)意義。本文以超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)為例，探析該技術(shù)在合成孔徑缺陷檢測(cè)過(guò)程中的應(yīng)用要點(diǎn)和舉措，如，合成孔徑缺陷檢測(cè)期間，對(duì)缺陷的類(lèi)型、特征、位置以及方向等實(shí)施定量的分析，之后采用適合技術(shù)和方法來(lái)處理缺陷問(wèn)題。研究目的是為了通過(guò)全面和深入的分析為合成孔徑缺陷檢測(cè)工作人員檢測(cè)工作的良好開(kāi)展提供理論參考建議。

關(guān)鍵詞：合成孔徑;缺陷;檢測(cè)技術(shù);研究

前言：

有效的獲取物體中各類(lèi)缺陷的具體位置和大小以及性質(zhì)、功能，是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)產(chǎn)生與發(fā)展的動(dòng)力來(lái)源。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以結(jié)合物體內(nèi)在缺陷存在的具體方式，按照不同的檢測(cè)原理、探測(cè)方法與信息的處理方式等等產(chǎn)生了多種無(wú)損檢測(cè)方法。其中工業(yè)領(lǐng)域常見(jiàn)的無(wú)損檢測(cè)方法有如下幾種：熱紅外檢測(cè)技術(shù)、渦流檢測(cè)技術(shù)、超聲檢測(cè)技術(shù)、射線檢測(cè)技術(shù)、滲透檢測(cè)技術(shù)以及磁粉檢測(cè)技術(shù)等。近些年無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)快速發(fā)展，也使無(wú)損檢測(cè)設(shè)備日漸完善與飛速的改進(jìn)。目前無(wú)損檢測(cè)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到產(chǎn)品與系統(tǒng)中，并且得到人們的一致認(rèn)可和肯定。

1、檢測(cè)特點(diǎn)與超聲合成孔徑缺陷檢測(cè)技術(shù)

系統(tǒng)方位的分辨率成效地優(yōu)劣受到換能器設(shè)備孔徑大小與其工作頻率高低的影響。合成孔徑的超聲成像技術(shù)有著自身特有的優(yōu)勢(shì)，包括操作簡(jiǎn)單、系統(tǒng)的硬件成本較低，控制超聲檢測(cè)深度最低和探測(cè)范圍的最大，實(shí)現(xiàn)了高效成像的目的[1]?？偟膩?lái)說(shuō)其本質(zhì)就是幾何反射與聲線模型延遲求解波束的形成過(guò)程。若是缺陷發(fā)生于聚焦換能器設(shè)備聚焦區(qū)域內(nèi)部，可以采取小孔徑陣元換能器設(shè)備或較低工作頻率，利于增強(qiáng)方位的分辨率，保障聚焦成像質(zhì)量，獲取最佳成像性能。

以硅單晶圓棒為例，其作為常見(jiàn)的電子元器件和電子元器件中一種基礎(chǔ)材料在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛的使用，另外在材料進(jìn)行加工和生產(chǎn)之前也要做好內(nèi)部宏觀狀態(tài)的檢測(cè)。當(dāng)下常應(yīng)用的檢測(cè)方法僅有檢測(cè)外觀以及抽樣進(jìn)行的切片檢測(cè)方法，使用該方法會(huì)對(duì)晶體帶來(lái)一定程度的損傷。所以，可以使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)機(jī)械部件的結(jié)合區(qū)域狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)?？偟膩?lái)說(shuō)，在部件結(jié)合狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)，采用超聲檢測(cè)技術(shù)有著一定的可行性，同時(shí)優(yōu)勢(shì)也十分的明顯[2]。

2、缺陷與基于合成孔徑技術(shù)的描述

超聲檢測(cè)過(guò)程中所檢測(cè)到的缺陷構(gòu)造較為復(fù)雜，按照形狀可以把缺陷劃分成簡(jiǎn)單的缺陷、凹陷缺陷與空洞缺陷等，也對(duì)各類(lèi)缺陷給出了更為嚴(yán)格的定義，這為缺陷面積和特征的識(shí)別與提取打下良好基礎(chǔ)。為了保障缺陷良好識(shí)別與分類(lèi)，解決缺陷的識(shí)別與分類(lèi)的問(wèn)題，可以采取合成孔徑技術(shù)，該技術(shù)結(jié)合超聲缺陷特征提取與缺陷的分類(lèi)及二者相互間映射關(guān)系，用于分析和描述缺陷特性[3]。

總的來(lái)說(shuō)，合成孔徑技術(shù)把缺陷劃分成為孔徑缺陷與結(jié)合層的缺陷，如果從缺陷的幾何特征來(lái)看可以分為簡(jiǎn)單的缺陷與凹陷缺陷。在超聲檢測(cè)過(guò)程中遇到則是孔徑類(lèi)的缺陷，因?yàn)榭斩慈毕菖c分層面定性與定量的問(wèn)題有一定的聯(lián)系，所以，在超聲檢測(cè)期間可以把缺陷分為兩種不同類(lèi)別：一個(gè)是孔缺陷，另一個(gè)是面缺陷。對(duì)缺陷進(jìn)行有效的分類(lèi)能夠在工業(yè)領(lǐng)域充分發(fā)揮各類(lèi)生產(chǎn)裝置最大應(yīng)用性能，加快了生產(chǎn)效率，也完善和優(yōu)化工藝生產(chǎn)與制備的過(guò)程，相應(yīng)的也提高材料的利用率與反復(fù)的使用率

3、超聲合成孔徑評(píng)價(jià)的主要技術(shù)指標(biāo)

評(píng)價(jià)超聲合成孔徑的技術(shù)指標(biāo)過(guò)程中可以采取如下幾種方法：時(shí)延疊加的系統(tǒng)分辨率評(píng)價(jià)方法和信噪比的評(píng)價(jià)方法。超聲檢測(cè)技術(shù)有著自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用范圍較為廣泛，有著很強(qiáng)的適用性，基于此使其成為目前我國(guó)在線檢測(cè)與相關(guān)檢測(cè)主要有效舉措之一。人們?cè)谑褂迷摷夹g(shù)期間，逐步完善了檢測(cè)技術(shù)的方法標(biāo)準(zhǔn)與有效評(píng)價(jià)的手段，保障了檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性與可靠性，也保障了工藝的標(biāo)準(zhǔn)，并且大大的提高了生產(chǎn)的效率，控制殘次品的數(shù)量，保障了產(chǎn)品的質(zhì)量[4]。

結(jié)束語(yǔ)：結(jié)合超聲檢測(cè)技術(shù)所檢測(cè)到缺陷以及復(fù)雜程度，可以把檢測(cè)對(duì)象的缺陷分為簡(jiǎn)單的缺陷、凹陷缺陷和空洞缺陷等。不管是哪一種缺陷要想確保檢測(cè)質(zhì)量均要對(duì)缺陷特征等進(jìn)行準(zhǔn)確快捷以及可靠的識(shí)別。對(duì)于缺陷的識(shí)別和分類(lèi)可以使用合成孔徑技術(shù)，該技術(shù)主要是建立在超聲缺陷特征基礎(chǔ)之上來(lái)提取缺陷特征，并實(shí)現(xiàn)缺陷分類(lèi)，保障提取準(zhǔn)確性和快捷性。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐俊濤，王強(qiáng)，朱凱，吳錦豪，吳珂. 基于合成孔徑聚焦成像技術(shù)的混凝土缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)分析[J]. 中國(guó)測(cè)試，2021，47（12）：47-51.

[2]陳沛錦. 基于相控陣超聲的復(fù)合材料殼體發(fā)動(dòng)機(jī)脫粘檢測(cè)[D].中北大學(xué)，2021.

[3]烏偉. 基于超聲合成孔徑缺陷檢測(cè)技術(shù)的研究[D].西安理工大學(xué)，2018.

[4]羅嶸，陳果，陳堯，石文澤，劉勛豐，盧超. 超聲頻域合成孔徑聚焦技術(shù)在主軸缺陷檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用[J]. 失效分析與預(yù)防，2018，13（03）：137- 143.

作者簡(jiǎn)介：

王哲 1990.08? 籍貫：湖南長(zhǎng)沙 學(xué)歷：研究生 職稱(chēng) ：工程師 研究方向：車(chē)身輕量化、智能檢測(cè)

湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2022JJ60061）