Ультразвуковая томография на основе коэффициентной обратной задачи как способ борьбы со структурным шумом

Предлагается использовать метод ультразвуковой томографии, основанный на решении обратной коэффициентной задачи, для уменьшения уровня структурных шумов. Математические модели, используемые в ультразвуковой томографии, хорошо описывают такие физические эффекты как эффекты рефракции, дифракции и перерассеяния. Логично ожидать, что реконструкция внутренней структуры металлических образцов с помощью ультразвуковой томографии будет более эффективной по сравнению с методами цифровой фокусировки антенны (ЦФА). В силу нелинейности обратной задачи ультразвуковой томографии используется итерационный MultiStage метод, обеспечивающий сходимость к глобальному минимуму функционала невязки. В статье проведены результаты численных экспериментов по восстановлению изображения внутренней структуры сварного соединения, в котором могут находиться боковые цилиндрические отверстия и модели трещин. Область наплавленного металла представлена в виде участков, построенных по принципу диаграмм Вороного. В каждом участке скорость постоянна и ее значение распределено случайно. В принятой в статье модели структурный шум формируется из-за многократного рассеяния на границах участков с разной скоростью звука. Предполагалось, что антенная решетка располагается на внешней поверхности объекта контроля известной толщины. Полученные результаты показывают, что томографический метод позволяет определять форму и скорость звука в слабоконтрастных отражателях, для которых ЦФА-метод малоэффективен.

обратная коэффициентная задача, ультразвуковая томография, ультразвуковой неразрушающий контроль (УЗК), структурный шум, антенная решетка, метод цифровой фокусировки антенной (ЦФА)