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Defect detection method based on sparse scanning with laser ultrasonics

delete2025-04-16
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OA
AI
C
Chenwei Wang
R
Rui Han
张一慧 (Yihui Zhang)
Y
Yuzhong Wang
訾艳阳 (Yanyang Zi)
J
Jiyuan Zhao *
DOI:10.1038/s41598-025-95965-0delete
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摘要

摘要

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金属增材制造(AM)技术的快速发展使其在各个行业中得到广泛应用,增材制造构件的质量控制成为当前的研究重点。为利用激光超声技术实现在线缺陷检测,本文提出了一种基于稀疏扫描的缺陷检测方法。通过采用稀疏扫描采集数据,该方法在显著提高检测效率的同时,能够准确表征缺陷的位置和形貌。本研究深入探究了超声波与缺陷的相互作用机制。基于超声波传播路径和扫描参数绘制椭圆,并通过相邻椭圆的交点及其对应切点来表征缺陷边缘。设计了五组实验考察四种典型类型的缺陷,并利用稀疏扫描采集多组超声信号。对于尺寸大于1 mm的缺陷,实验结果表明,所提方法能有效输出缺陷的位置和边缘形貌。与合成孔径聚焦技术(SAFT)方法相比,该方法仅需15.5%的扫描数据,计算效率为SAFT的31.92%,均方绝对误差(MAE)为27%。对于直径为0.4 mm的内孔缺陷,采用32%的数据即可获得与SAFT方法一致的结果。这些实验验证了基于稀疏扫描的缺陷检测方法是一种适用于增材制造在线缺陷检测的高效方法。
Keyword:
Sparse scanning
Laser ultrasonics
Defect detection
Additive manufacturing
On-line detection

期刊

Scientific Reports 封面图
Scientific Reports
IF:
3.9
论文数:
27.8W
被引数:
83.5W

机构

X
Xi'an Jiaotong University
学者数:
1.2W
论文数: 4.4K
被引数: 8.4W
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