《基于超声衍射法的木材无损检测设计》文献综述
1前言
强天鹏[3]指出，超声波检测技术由于其穿透能力强，对材料和人体无损害，使用方便，已被广泛地应用于现代工业领域和高科技产业中。利用声波在材料中的反射、折射、衍射等特性，根据声波传播路径与缺陷的几何位置关系，可以准确地得到缺陷的位置。伴随科学技术的进步，交叉学科的研究，综合利用各种物理现象，发展了不同的超声检测方法。超声衍射时差检测技术(TOFD)具有可靠性好、定量精度高、操作成本低、检测效率高、现场适应性好、无辐射污染、能全过程记录信号和可长久保存数据等优点,是一种极具应用前景的的无损检测新技术。因此，超声衍射时差检测技术(TOFD)是最具有向自动化检测技术方向发展的方法之一，易实现快速无损检测。
2 现状与发展
盛朝阳[12]指出，目前对TOFD法检测的应用及研究均较广泛，效果也很理想。例如：用超声TOFD法测量钢板试样的缺陷位置和深度以及钢板梁边缘的疲劳缺陷，数据显示TOFD法对缺陷位置的确定是非常准确的(误差在真实值的5%以内)。并指出TOFD法具有良好的可重复性和准确的缺陷定位功能，同时可得到适当的扫描图像。一种具有高分辨率的，用于热塑性塑料和管道裂纹的检测系统，也应用了超声TOFD法来评价焊缝的完整性和检测气孔、未熔合等缺陷。国外一家超声探头公司，用电火花加工的人工裂纹试块，使用TOFD法进行了基础试验。由试验过程，可以洞悉TOFD法的一些技术细节。
宋绵[13]指出，与其他检测技术一样，超声 TOFD技术也具有一定的局限性：超声TOFD检测采用双探头检测系统，因此对被检工件形状尺寸有一定的要求，焊缝两侧必须要有能放置发射接收探头的空间；TOFD技术对复杂几何形状的工件焊缝检测有一定的困难，需要制定专门的工艺；超声TOFD技术对近表面缺陷检测的误差很大。由于直通波和底面反射波都具有一定的宽度，上表面缺陷信号可能隐藏在直通波信号之下而漏检；而下表面则存在轴偏离底面盲区，缺陷会因信号会被底面反射波掩盖而漏检；超声TOFD技术对缺陷定性比较困难，可能会夸大气孔等一些良性缺陷，TOFD检测图像中缺陷的识别和分析需要检测人员有丰富的经验；超声TOFD技术是利用衍射信号进行缺陷检测的，信号衍射信号比反射信号微弱很多，受噪声影响大，一般适用于检测超声波衰减较小的工件和材料，对粗晶材料检测比较困难；超声TOFD技术对点状缺陷的尺寸测量不够准确，对垂直于焊缝的横向缺陷检测困难。
最近国外发展了激光超声的TOFD检测技术，它的好处是既可以利用纵波衍射，也可以利用横波衍射，并可以在不知道衍射波声速或探头间距的情况下，计算缺陷深度，同时还精确地检测了铝合金平板中缺陷深度。同时外国学者研究了横波TOFD检测技术。现在也有很多科研工作者针对TOFD法检测缺陷的信号特征做了许多工作，像利用人工神经网络等技术做了缺陷的分类识别研究。同时研究用不同的信号处理方法处理TOFD检测的图像以提高检测缺陷能力。
目前国内对TOFD技术的研究也越来越广泛。迟大钊等利用线性化处理技术来提高图像的时间分辨率，能够达到对缺陷的精确定位。吴军芳等也充分研究了TOFD探头性能对检测结果的影响。曹明等提出将反求工程方法应用在TOFD法无损检测的三维计算机辅助设计(CAD)建模中，实现了被检测件及其缺陷的CAD建模模拟图，使得检测缺陷的显示更直观。如何克服TOFD检测方法中的表面盲区，使其很好地应用到薄板检测中是目前面临的难题，虽然李衍介绍了利用隐藏信号识别法(ESIT)进行了薄板试件的检测，得到了较好的效果，但还没有广泛应用。另外，提高各种检测技术的兼容性也是目前发展的趋势之一，例如，开发了含有脉冲反射法、衍射波法、穿透波法以及相控阵检测技术的检测设备或系统，同时也在开发兼有超声、涡流与电磁场测量等多功能的设备。可以预言，随着人工智能、计算机技术及信息科学的飞速发展，必将推动焊接无损检测技术的进步，各种先进的超声检测方法也会逐渐完善并很快获得工程上的应用。
3 研究内容及任务
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