【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无损检测，具体来说，涉及一种基于奇异超小波的三维机织复合材料超声成像方法。
技术介绍
1、三维机织复合材料是一种前沿的复合材料，采用三维编织技术，由两层或多层相同或不同材料通过铺层层合压制而成，不仅具备普通层合复合材料所具有的高比强度、高比刚度、耐腐蚀性和耐疲劳性等优点，还由于其纤维在面外方向的分布，展现出卓越的面外力学性能，已在航空航天、汽车制造、船舶、风电、核电以及医疗器械等领域具有广泛应用。由于材料内部机织结构的复杂性，对三维机织复合材料的损伤研究面临诸多挑战。因此，开展对三维机织复合材料在使用过程中的性能测试、失效分析、损伤检测及寿命预测具有重要意义。
2、目前，针对复合材料缺陷检测的方法主要有超声检测、声发射检测、x射线检测、涡流检测和红外热成像检测等方法，它们适用于不同的应用场景。声发射检测方法是一种基于材料在受外力作用下发生形变或破坏时释放局部能量并产生声信号的技术，该方法具有操作简便和不受材料限制的优点，但存在其信号会随距离衰减，并且无法有效检测静态物体的局限性。x射线检测方法利用x射线来穿透被检测试件的内部来检测被检测试件内部是否存在缺陷，具有检测精度高的特点，但对人体的辐射比较大，此外，也存在其检测效率低，检测成本高的局限性。涡流检测方法基于电磁感应原理，在检测过程中无需与被测试件接触，也不需要耦合剂，具有检测速度快的特点，但仅适用于金属材料和薄层材料的检测。红外热成像检测方法是通过探测物体发出的红外辐射，生成温度分布图像，从而识别缺陷，具有非接触、快速和高灵敏度的优点，但受环境影响
3、在超声检测中，超声c扫描成像是一种高效的无损检测技术，利用超声波在介质中的传播特性，通过设定对被检测对象的内部结构进行精确成像，从而提供有关其材料特性、缺陷和完整性的重要信息。但是，c扫描成像中常采用的是对中心频率混叠信号直接进行幅值成像，存在信号噪声干扰，导致成像图像分辨率不高。另外，由于对缺陷部位通常采用人为地进行阈值设置，这导致对缺陷面积的统计不是很准确。
4、本文提供的背景描述用于总体上呈现本公开的上下文的目的。除非本文另外指示，在该章节中描述的资料不是该申请的权利要求的现有技术并且不要通过包括在该章节内来承认其成为现有技术。
技术实现思路
1、针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种基于奇异超小波的三维机织复合材料超声成像方法。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种基于奇异超小波的三维机织复合材料超声成像方法，包括：
4、s1、对试件进行超声c扫描获得扫查区域的超声a扫信号；
5、s2、根据超声a扫信号与底面回波通过数据闸门获得缺陷回波；
6、s3、对缺陷回波进行奇异超小波变换得到缺陷回波时频分布；
7、s4、根据缺陷回波时频分布，选取中心频率附近的若干单频点分别进行超声c扫成像得到若干单频点超声c扫图；
8、s5、通过空间多尺度多频融合成像方法对若干单频点超声c扫图进行融合，得到融合c扫图。
9、具体的，步骤s2具体包括：
10、s21、在超声a扫信号中找到底面回波进行超声c扫成像得到底面回波c扫图；
11、s22、根据底面回波c扫图调整数据闸门至超声a扫信号的缺陷波位置，所述缺陷波位置对应的a扫信号为缺陷回波。
12、具体的，步骤s3具体为：通过预设变换参数对缺陷回波进行奇异超小波变换得到缺陷回波时频分布，所述变换参数包括阶数和基线数。
13、具体的，步骤s4具体包括：
14、s41、按照预设比例往中心频率两侧拓展确定单频点范围；所述中心频率为超声探头中心频率；
15、s42、按照固定频率间隔遍历单频点范围依次取出缺陷回波时频分布中的单频点，然后对单频点分别进行超声c扫成像得到若干单频点超声c扫图。
16、具体的，步骤s5具体包括：
17、s51、采用二维离散小波变换对每张单频点超声c扫图进行多尺度分解获得各频率下的特征信息；
18、s52、将各频率下的特征信息使用平均法进行融合得到融合特征图；
19、s53、通过二维离散小波逆变换将融合特征图重构为融合c扫图。
20、所述特征信息包括：低频分量信息、水平高频分量信息、垂直高频分量信息及对角高频分量信息；
21、具体的，所述方法还包括：s6、根据广义帕累托分布拟合确定融合c扫图中的缺陷阈值，对融合c扫图进行二值化重构。
22、具体的，步骤s6还包括：
23、对二值化重构后的融合c扫图进行分割获得缺陷部位，并根据所述缺陷部位的像素大小与比例尺获取缺陷的面积。
24、具体的，步骤s1中所述试件为三维机织复合材料试件。
25、具体的，所述预设变换参数可以通过比较缺陷回波在不同变换参数下时域和频域信号的变化，选择能够最能揭示缺陷特征的变换参数作为奇异超小波变换的预设变换参数。
26、具体的，步骤s41中所述预设比例为0.2。
27、具体的，步骤s42中所述固定频率间隔为0.1mhz。
28、本实施例的基于奇异超小波的三维机织复合材料超声成像方法结合奇异超小波技术以及空间多尺度多频融合技术的优势，将多频融合的优势发挥出来，可以得到更清晰、高分辨率的超声c扫成像图；
29、进一步的，本实施例的基于奇异超小波的三维机织复合材料超声成像方法与其他时频分析方法相比，图像的信噪比更高，得到的成像效果更优秀；
30、进一步的，本实施例同时再利用超阈值分布的结构噪声去除方法自动设置阈值，去除非缺陷信息，精准保留缺陷信息，得到该缺陷部位面积结果更精确。
31、此外，本专利技术通过对比底面回波和缺陷回波的位置，可以更精确地确定缺陷在试件中的深度，有效解决了当缺陷位置在底部表面位置缺陷回波不明显的问题，提高了检测结果的准确性和可靠性。
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1.一种基于奇异超小波的三维机织复合材料超声成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
3.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，步骤S3具体为：通过预设变换参数对缺陷回波进行奇异超小波变换得到缺陷回波时频分布，所述变换参数包括阶数和基线数。
4.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，步骤S4具体包括：
5.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，步骤S5具体包括：
6.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述方法还包括：S6、根据广义帕累托分布拟合确定融合C扫图中的缺陷阈值，对融合C扫图进行二值化重构。
7.根据权利要求6所述的超声成像方法，其特征在于，步骤S6还包括：
8.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，步骤S1中所述试件为三维机织复合材料试件。
9.根据权利要求3所述的超声成像方法，其特征在于，所述预设变换参数可以通过比较缺陷回波在不同变换参数下时域和频域信号的变化，选择
10.根据权利要求4所述的超声成像方法，其特征在于，步骤S42中所述固定频率间隔为0.1MHz。
...【技术特征摘要】
1.一种基于奇异超小波的三维机织复合材料超声成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，步骤s2具体包括：
3.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，步骤s3具体为：通过预设变换参数对缺陷回波进行奇异超小波变换得到缺陷回波时频分布，所述变换参数包括阶数和基线数。
4.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，步骤s4具体包括：
5.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，步骤s5具体包括：
6.根据权利要求1所述的超声成像方法，其特征在于，所述方法还包括：s...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋永锋，邓樵，袁懋诞，纪轩荣，陈燕，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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