随着导波检测技术在无损检测领域的快速发展,各种基于导波技术的新检测方法不断涌现。其中,利用导波特性的传感器阵列,可实现大范围、高精度的缺陷检测,并可广泛应用于工业板材和管道的无损检测中。本文针对导波聚焦检测技术的发展需求,研制了一套多通道导波聚焦检测系统。结合压电传感器阵列与导波阵列检测技术,实现了板结构与管结构上的缺陷聚焦检测,有效提高了小缺陷的检测灵敏度,并实现了对缺陷的聚焦成像。具体研究工作如下:(1)多通道导波聚焦检测系统的设计与研制。从系统整体方案设计、各模块硬件电路设计、程序设计、系统功能测试以及上位机软件设计等方面展开研究工作。实现了16通道导波信号的激励以及16通道信号的同步采集。采用FPGA(Field Programmable Gate Array)作为激励与采集模块的主控核心,与直接数字频率合成技术(DDS,Direct Digital Synthesis)实现单频tone-burst信号的激励,采用高压功放芯片(PA85)实现激励信号的高压放大,且各激励通道间相互独立且参数可调,具备同时激励与延时激励的功能。16通道信号采集模块具有限幅保护、程控增益以及滤波等功能,结合上位机程序可实现全矩阵数据的自动化采集与存储。(2)板结构缺陷聚焦检测与成像研究。以1mm厚铝板为研究对象,基于线性压电传感器阵列,通过有限元仿真分析,以及多通道导波聚焦检测系统实验研究,对铝板不同位置处的缺陷进行了相控聚焦检测,提高了导波检测缺陷的能力。采用全聚焦成像算法实现了多个缺陷的定位与成像。同时,将幅值全聚焦成像法与极性一致成像算法相融合,优化了幅值全聚焦成像结果,大幅改善了成像质量。(3)管结构缺陷聚焦检测与成像研究。以5mm壁厚的空心圆管为研究对象,通过有限元仿真,优化分析了空心圆管中L(0,2)模态导波的相控聚焦检测方法,对不同类型缺陷进行了定位与成像,并实现了导波激励的方向控制。