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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利基于修正模式合成孔径聚焦的管道轴向缺陷超声成像方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116046894B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211211489.8，技术领域涉及：G01N29/06；该发明授权基于修正模式合成孔径聚焦的管道轴向缺陷超声成像方法是由金士杰;苏嘉凯;罗忠兵设计研发完成，并于2022-09-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于修正模式合成孔径聚焦的管道轴向缺陷超声成像方法在说明书摘要公布了：本发明属于无损检测技术领域，提出了一种基于修正模式合成孔径聚焦的管道轴向缺陷超声成像方法。该方法采用由相控阵超声检测仪、相控阵探头和角度楔块构成的检测系统，从管道待检测区域一侧采集B扫查图像；针对各重建点，从B扫查图像中选取全部21种模式波进行考虑曲率的传播声时非线性修正；实施延时叠加处理，选取具有最强响应的模式波图像，从而实现先验未知缺陷的轮廓重建与定量检测。该方法考虑了管道曲率对超声波传播的影响，通过传播声时的非线性修正、延时叠加处理和模式选择，实现管道轴向缺陷的轮廓重建，显著提高缺陷定量精度。

本发明授权基于修正模式合成孔径聚焦的管道轴向缺陷超声成像方法在权利要求书中公布了：1.一种基于修正模式合成孔径聚焦的管道轴向缺陷超声成像方法，其特征在于，该方法基于相控阵超声检测仪1、相控阵探头2和角度楔块3构成的检测系统，从管道待检测区域一侧采集B扫查图像；针对各重建点，从B扫查图像中选取全部21种模式波进行考虑曲率的传播声时非线性修正；实施延时叠加处理，选取具有最强绝对幅值的模式波图像，从而实现先验未知缺陷的轮廓重建与定量检测； 具体包括步骤如下： 步骤1.检测参数确定 针对待测管道的材料、形状和尺寸信息，选择相控阵探头2的中心频率和阵元数量、与待测样品表面曲率匹配的角度楔块3； 步骤2.B扫查图像采集 依次连接相控阵超声检测仪1、相控阵探头2和角度楔块3，将相控阵探头2置于待检测区域一侧；当相控阵探头2阵元数量为N个，采集包含N个A扫描信号的B扫查图像，第i个阵元坐标为xi,yi，阵元发射和接收信号定义为Li；其中，1≤i≤N； 步骤3.重建区域网格划分 以待测管道的轴心作为坐标原点，将待检测区域进行网格化，各网格节点定义为图像重建点，形成具有m×n个重建点的重建区域，任意重建点P的坐标为al,bw，其中，1≤l≤m，1≤w≤n； 步骤4.修正模式计算 确定发射和接收阵元i和重建点P，考虑到声波在管道和缺陷表面处发生的模式转换，共产生21种不同的模式波；根据声束路径特点，成像模式分为直接模式、半跨模式和全跨模式；L代表纵波，T代表横波，则直接模式包括LL、TT和LT三种模式波；半跨模式包括LLL、LTL、LTT、LLT、TTT、TLL、TTL、TLT共八种模式波；全跨模式包括LLLL、LTLL、TLLL、LLTT、TLLT、TLTL、LTTL、TLTT、LTTT、TTTT共十种模式波；对于每种模式波，通过重建点P，第G种模式波的总声时ti-Gal,bw取入射声时tip-Gal,bw和出射声时tpi-Gal,bw之和，其中，1≤G≤21； ti-Gal,bw＝tip-Gal,bw+tpi-Gal,bw1 进行待测管道轴向缺陷检测时，角度楔块3与待测管道的耦合表面为曲面，令第i阵元声束入射点和出射点的坐标分别为Axj,yj和Bxk,yk，此时非线性传播声时分别满足： 当待测管道外表面半径为R1时，角度楔块3与待测管道界面入射点A和出射点B满足： 对每种模式进行修正计算，成像模式不同，入射声时tip-Gal,bw和出射声时tpi-Gal,bw的计算式不同； 当成像模式为直接模式时，发射和接收信号仅经过角度楔块3与待测管道外表面交界处的界面，仅考虑一次曲面影响，此时tip-Gal,bw和tpj-Gal,bw分别为： 式中，c0表示角度楔块3中的纵波声速，cd1、cd2分别为入射和出射过程中待测管道内声束路径对应声速，为待测管道材料的纵波声速或横波声速； 当成像模式为半跨模式时，发射信号在待测管道内表面发生反射，管道内表面半径为R2，反射点坐标Qxq,yq满足 入射声束发生模式转换的内外表面均为曲面，出射声束仅受待测管道外表面曲率影响，则tip-Gal,bw和tpj-Gal,bw分别为： 式中，ch1与ch2为入射过程中管道内两段声束路径对应声速，ch3为出射过程中管道内声束路径对应声速，ch1、ch2、ch3为管道材料的纵波声速或横波声速； 当成像模式采用全跨模式时，发射和接收信号在管道内表面均发生反射，此时入射声束的反射点坐标Q1xq1,yq1和出射声束的反射点坐标Q2xq2,yq2满足 在全跨模式中，入射和出射声束均会在待测管道内外表面发生模式转换，则tip-Gal,bw和tpj-Gal,bw分别为 式中，cf1与cf2为入射过程中待测管道内两段声束路径对应声速，cf3与cf4为出射过程中待测管道内两段声束路径对应声速，cf1、cf2、cf3、cf4为待测管道材料的纵波声速或横波声速； 从Li中选取声时ti-Gal,bw的对应幅值Liti-Gal,bw作为阵元i的第G种模式波在重建点P处的信号幅值； 步骤5.延时叠加和模式选择 对B扫查图像中N个A扫描信号分别实施21种模式波的延时叠加处理，该过程为 从所有重建点的全部模式波中选取最强响应Imax，该过程由下式表示： 式中，al,bw为成像区域内任一点的坐标； 随后，将最强响应Imax对应模式波G作为最终成像和评定缺陷所用模式波；步骤6.缺陷定性和定量检测 利用步骤5获得的最佳模式波对重建区域进行成像，获得未知缺陷的轮廓重建图像并进行定性识别；最后，对缺陷进行深度、尺寸与倾斜角度定量。

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