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随着科技时代的快速发展,铝板结构具有密度低、力学性能佳、加工性能好的优点广泛应用于航空航天、交通运输等领域。然而铝板在长期使用过程中难免出现不可逆的损伤,缩短使用寿命,很有可能导致严重的后果。因此,对铝板结构进行健康监测是非常必要的。密集型超声阵列技术作为一种高效的无损检测方法之一,在结构健康监测领域具有较强的应用潜力。激光超声技术具有检测速度快、效率高的优点,在无损检测领域受到广泛关注。本文基于密集型超声传感器阵列技术,将不同的阵列形式分别和压电超声技术与激光超声技术相结合,同时引入不同的成像算法,实现了对铝板缺陷的准确定位。具体研究内容如下: (1)阵列参数的优化选取。首先,通过数值模拟分析阵元间距和阵元数量对阵列指向性的影响。然后,通过阵列实验研究阵元间距和阵元数量对成像质量的影响,理论结合实验,优化选取出最佳阵列参数。 (2)提出了阵列信号的预处理方法和成像算法。首先,利用连续小波变换、线性映射频散补偿等信号预处理方法对阵列信号进行处理。最后,针对不同的阵列形式引入幅值成像算法、符号相干因子成像算法和MUSIC(Multiple SignalClassification,多重信号分类)成像算法对铝板中缺陷进行检测。 (3)开展了基于压电传感器阵列技术的缺陷检测研究。利用压电超声技术结合密集型传感器阵列技术对铝板结构中的缺陷进行检测,实现了对不同位置处缺陷的定位和成像。 (4)开展了基于激光超声传感器阵列技术的缺陷检测研究。搭建了基于双波混频干涉原理的全激光检测系统。结合阵列扫描方法,通过特定频率信号的提取和去频散的阵列信号预处理,实现了铝板中缺陷的检测和定位。