基于合成孔径缺陷检测技术的研究

摘  要：缺陷常常以一种不连续的形式存在于生产制造作业中各类待加工的材料中，也正是因为这样缺陷的分类及识别成为制造领域研究一个重点问题。现阶段全新的生产行业所使用的缺陷检测有超声无损检测等技术，其对合成孔径的检测有着重要现实意义。本文以超声无损检测技术为例，探析该技术在合成孔径缺陷检测过程中的应用要点和举措，如，合成孔径缺陷检测期间，对缺陷的类型、特征、位置以及方向等实施定量的分析，之后采用适合技术和方法来处理缺陷问题。研究目的是为了通过全面和深入的分析为合成孔径缺陷检测工作人员检测工作的良好开展提供理论参考建议。

关键词：合成孔径;缺陷;检测技术;研究

前言：

有效的获取物体中各类缺陷的具体位置和大小以及性质、功能，是无损检测技术产生与发展的动力来源。无损检测技术可以结合物体内在缺陷存在的具体方式，按照不同的检测原理、探测方法与信息的处理方式等等产生了多种无损检测方法。其中工业领域常见的无损检测方法有如下几种：热红外检测技术、涡流检测技术、超声检测技术、射线检测技术、渗透检测技术以及磁粉检测技术等。近些年无损检测技术在我国快速发展，也使无损检测设备日渐完善与飞速的改进。目前无损检测技术被广泛的应用到产品与系统中，并且得到人们的一致认可和肯定。

1、檢测特点与超声合成孔径缺陷检测技术

系统方位的分辨率成效地优劣受到换能器设备孔径大小与其工作频率高低的影响。合成孔径的超声成像技术有着自身特有的优势，包括操作简单、系统的硬件成本较低，控制超声检测深度最低和探测范围的最大，实现了高效成像的目的[1]。总的来说其本质就是几何反射与声线模型延迟求解波束的形成过程。若是缺陷发生于聚焦换能器设备聚焦区域内部，可以采取小孔径阵元换能器设备或较低工作频率，利于增强方位的分辨率，保障聚焦成像质量，获取最佳成像性能。

以硅单晶圆棒为例，其作为常见的电子元器件和电子元器件中一种基础材料在工业生产中被广泛的使用，另外在材料进行加工和生产之前也要做好内部宏观状态的检测。当下常应用的检测方法仅有检测外观以及抽样进行的切片检测方法，使用该方法会对晶体带来一定程度的损伤。所以，可以使用无损检测技术来进行检测。对机械部件的结合区域状态进行检测。总的来说，在部件结合状态下进行检测，采用超声检测技术有着一定的可行性，同时优势也十分的明显[2]。

2、缺陷与基于合成孔径技术的描述

超声检测过程中所检测到的缺陷构造较为复杂，按照形状可以把缺陷划分成简单的缺陷、凹陷缺陷与空洞缺陷等，也对各类缺陷给出了更为严格的定义，这为缺陷面积和特征的识别与提取打下良好基础。为了保障缺陷良好识别与分类，解决缺陷的识别与分类的问题，可以采取合成孔径技术，该技术结合超声缺陷特征提取与缺陷的分类及二者相互间映射关系，用于分析和描述缺陷特性[3]。

总的来说，合成孔径技术把缺陷划分成为孔径缺陷与结合层的缺陷，如果从缺陷的几何特征来看可以分为简单的缺陷与凹陷缺陷。在超声检测过程中遇到则是孔径类的缺陷，因为空洞缺陷与分层面定性与定量的问题有一定的联系，所以，在超声检测期间可以把缺陷分为两种不同类别：一个是孔缺陷，另一个是面缺陷。对缺陷进行有效的分类能够在工业领域充分发挥各类生产装置最大应用性能，加快了生产效率，也完善和优化工艺生产与制备的过程，相应的也提高材料的利用率与反复的使用率

3、超声合成孔径评价的主要技术指标

评价超声合成孔径的技术指标过程中可以采取如下几种方法：时延叠加的系统分辨率评价方法和信噪比的评价方法。超声检测技术有着自身独特的优势，其应用范围较为广泛，有着很强的适用性，基于此使其成为目前我国在线检测与相关检测主要有效举措之一。人们在使用该技术期间，逐步完善了检测技术的方法标准与有效评价的手段，保障了检测结果的真实性与可靠性，也保障了工艺的标准，并且大大的提高了生产的效率，控制残次品的数量，保障了产品的质量[4]。

结束语：结合超声检测技术所检测到缺陷以及复杂程度，可以把检测对象的缺陷分为简单的缺陷、凹陷缺陷和空洞缺陷等。不管是哪一种缺陷要想确保检测质量均要对缺陷特征等进行准确快捷以及可靠的识别。对于缺陷的识别和分类可以使用合成孔径技术，该技术主要是建立在超声缺陷特征基础之上来提取缺陷特征，并实现缺陷分类，保障提取准确性和快捷性。

参考文献：

[1]徐俊涛，王强，朱凯，吴锦豪，吴珂. 基于合成孔径聚焦成像技术的混凝土缺陷检测实验分析[J]. 中国测试，2021，47（12）：47-51.

[2]陈沛锦. 基于相控阵超声的复合材料壳体发动机脱粘检测[D].中北大学，2021.

[3]乌伟. 基于超声合成孔径缺陷检测技术的研究[D].西安理工大学，2018.

[4]罗嵘，陈果，陈尧，石文泽，刘勋丰，卢超. 超声频域合成孔径聚焦技术在主轴缺陷检测技术中的应用[J]. 失效分析与预防，2018，13（03）：137- 143.

作者简介：

王哲 1990.08  籍贯：湖南长沙 学历：研究生 职称 ：工程师 研究方向：车身轻量化、智能检测

湖南省自然科学基金项目（2022JJ60061）