張 昱， 陳 堯， 李秋鋒， 盧 超， 周瑞琪， 龍盛蓉

(南昌航空大學(xué) 無損檢測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 330063)

為了保證鋼質(zhì)設(shè)備在強(qiáng)摩擦和強(qiáng)腐蝕的惡劣環(huán)境中能夠正常運(yùn)行，通常給設(shè)備表面做涂層噴涂的防護(hù)處理。在防護(hù)涂層中，鐵基非晶涂層因其優(yōu)越的耐磨、耐腐蝕性能，高機(jī)械強(qiáng)度和硬度[1-3]，以及制造成本低等特點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。而在涂層噴涂技術(shù)中，又以超音速火焰噴涂(high-velocity oxygen-fuel, HVOF)技術(shù)制備的涂層密集程度高、表面光滑和能耗少等特點(diǎn)而優(yōu)勢(shì)明顯。對(duì)于鋼質(zhì)設(shè)備來說，涂層質(zhì)量的好壞直接影響了設(shè)備的運(yùn)行性能，直接關(guān)系著生產(chǎn)活動(dòng)能否正常進(jìn)行。因此，對(duì)于涂層的檢測(cè)就顯得十分重要[4-6]。

在鐵基非晶涂層制備過程中會(huì)因?yàn)楣に囋蛟趦?nèi)部產(chǎn)生一些缺陷，如氣孔和夾渣等，這些缺陷都可以通過涂層厚度表征出來。由于超聲無損檢測(cè)技術(shù)分辨率高、操作安全、運(yùn)行成本低，十分適合涂層檢測(cè)[7-9]。孫珞茗等[10]采用聲壓反射系數(shù)幅度譜特征對(duì)鋁板表面的環(huán)氧樹脂薄層脫粘區(qū)域進(jìn)行了檢測(cè)和定量評(píng)價(jià)，定量誤差在4.9%以內(nèi)；閆曉玲等[11]根據(jù)超聲彈性理論，揭示聲彈曲線變化規(guī)律及其對(duì)應(yīng)力評(píng)價(jià)結(jié)果的影響機(jī)理，提高了激光熔覆再制造涂層應(yīng)力超聲無損檢測(cè)的可靠性；楊雪娟等[12]采用高頻超聲檢測(cè)方法檢測(cè)渦輪葉片熱障涂層并進(jìn)行了數(shù)值模擬，能夠評(píng)估表面陶瓷涂層厚度，檢測(cè)精度為8.95%。檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)由于涂層非常薄，超聲檢測(cè)的回波中往往會(huì)出現(xiàn)涂層材料各層信號(hào)的嚴(yán)重混疊，這是常規(guī)超聲檢測(cè)方法很難從中得到有用的厚度信息的主要原因。章晉龍等[13]提出了一種多個(gè)均勻分布源信號(hào)混疊的盲分離幾何算法, 依據(jù)矩陣的正交三角分解原理實(shí)現(xiàn)混疊多個(gè)不同頻率特征信號(hào)的有效分離；李霞等[14-15]分別采用頻域反卷積與高階累積MUSIC(multiple signal classification)譜估計(jì)相結(jié)合方式和改進(jìn)FOA(fruit fly optimization algorithm)匹配追蹤算法，對(duì)換熱管內(nèi)壁毫米級(jí)污垢檢測(cè)中出現(xiàn)的混疊信號(hào)進(jìn)行了處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩種方式都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)污垢超聲回波信息有效提取，并準(zhǔn)確測(cè)量毫米級(jí)污垢厚度；Li等[16]在混凝土結(jié)構(gòu)低頻超聲探測(cè)時(shí)，采用WDT(wavepacket decomposition technique)方法提取表面直達(dá)波中混疊的缺陷目標(biāo)反射信號(hào)，并消除了成像過程中的波包畸變影響，取得了高分辨成像結(jié)果。但是，本次檢測(cè)對(duì)象為微米級(jí)的涂層，在實(shí)際檢測(cè)中為了提高檢測(cè)分辨率，采用了高頻超聲信號(hào)，而檢測(cè)信號(hào)中的混疊信號(hào)頻率基本相同，因此，將波包分解技術(shù)運(yùn)用到涂層回波信號(hào)處理中，把混疊信號(hào)中各界面回波分別提取出來，提高信噪比，并通過對(duì)涂層結(jié)構(gòu)成像直觀地反映了涂層中信息，為涂層質(zhì)量評(píng)價(jià)提供依據(jù)[17]。

1 超聲掃查系統(tǒng)

首先根據(jù)檢測(cè)需要，建立了一套超聲掃查系統(tǒng)[18]，超聲掃查系統(tǒng)框圖，如圖1所示。

圖1 三軸超聲掃查系統(tǒng)框圖

(1) 整個(gè)系統(tǒng)由上位機(jī)控制，上位機(jī)采用包括運(yùn)動(dòng)控制卡和高速數(shù)采卡的PC(personal computer)機(jī)?？刂栖浖?shí)現(xiàn)了機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)、DAQ(data acquisition)板卡控制和示波器等功能。

(2) 運(yùn)動(dòng)控制包括手動(dòng)運(yùn)動(dòng)命令發(fā)布和自動(dòng)平面掃描，并且可以調(diào)整掃描間距。手動(dòng)控制用于探頭位置調(diào)整和超聲波檢測(cè)信號(hào)觀察。自動(dòng)掃查在設(shè)置掃描間距和掃查范圍后，自動(dòng)完成掃查。

(3) 通過上位機(jī)指揮伺服驅(qū)動(dòng)器動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的控制[19]。

(4) 通過電機(jī)軸提取編碼器脈沖信號(hào)的方式來實(shí)現(xiàn)位置反饋。

(5) 反饋信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理板后，將含干擾的脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，使其符合標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平，并且滿足超聲檢測(cè)儀的觸發(fā)信號(hào)要求。

(6) 根據(jù)位置反饋信號(hào)判斷探頭是否到達(dá)指定掃查位置，確定探頭到達(dá)后，觸發(fā)超聲檢測(cè)儀發(fā)出超聲信號(hào)，并同時(shí)觸發(fā)上位機(jī)的數(shù)采卡采集數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)后自動(dòng)保存，然后等待下一個(gè)周期，循環(huán)進(jìn)行，直至結(jié)束。相對(duì)超聲傳播速度，系統(tǒng)掃描速度很慢，因此可以在探頭掃查過程中激勵(lì)超聲信號(hào)及完成數(shù)據(jù)采集。實(shí)驗(yàn)超聲掃查系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2 高頻超聲掃查系統(tǒng)實(shí)物圖

2 界面反射回波提取原理

在對(duì)只有幾百微米的涂層試塊掃查實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)水/涂層界面和涂層/機(jī)體界面回波會(huì)混疊到一起，雖然可以通過提高檢測(cè)頻率來改善分辨率，但是頻率過高又將嚴(yán)重降低聲波的穿透力。因此，分別采用5 MHz和10 MHz檢測(cè)頻率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，但是實(shí)驗(yàn)測(cè)試中，由于5 MHz的檢測(cè)信號(hào)半波長(zhǎng)大于涂層厚度，無法提取出界面混疊信號(hào)。而10 MHz的檢測(cè)信號(hào)半波長(zhǎng)小于涂層厚度，所以，本次實(shí)驗(yàn)采用了10 MHz的檢測(cè)頻率。

2.1 波包分解理論

波包分解技術(shù)是根據(jù)匹配追蹤算法的思想來建立的一種對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)描述的新型模型，是由不斷演化后的匹配追蹤算法和正交分解算法結(jié)合的產(chǎn)物。該方法基本原理是任何反射信號(hào)都可看做由不同尺寸、大小和時(shí)延的激勵(lì)信號(hào)構(gòu)成，檢測(cè)信號(hào)可按照激勵(lì)波形分解成不同反射信號(hào)的組合。

假設(shè)實(shí)際的一次檢測(cè)信號(hào)為x(t)，按照需要可以分解出N個(gè)基波包分別記作h1(t),h2(t),…,hN(t)，這些波包都出自于激勵(lì)信號(hào)，因而它們除了位置、大小等參數(shù)不同之外，其形狀都與檢測(cè)信號(hào)相似。由于殘余誤差的主要來源是結(jié)構(gòu)噪聲，因而對(duì)經(jīng)過波包分解和時(shí)域計(jì)算的檢測(cè)信號(hào)的結(jié)果影響非常小，可以忽略，那么就可以通過相關(guān)的時(shí)域計(jì)算方法估計(jì)出檢測(cè)信號(hào)模型中相關(guān)的參數(shù)。對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

(1)

式中：e(t)表示殘余誤差；ai為相應(yīng)基波包幅值系數(shù)；N為分解得到的基波包個(gè)數(shù)；hN(t)為基波包。

如上所述，將由各個(gè)基波包組合成的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行波包分解之后，會(huì)得到一系列經(jīng)過不同的傳播路徑到達(dá)的不同位置、時(shí)延不同、尺度相異的基波包，同時(shí)可以認(rèn)為檢測(cè)信號(hào)是這些獨(dú)立基波包的線性組合。在時(shí)間序列上，當(dāng)這些不同位置到達(dá)的基波包之間出現(xiàn)前后重合現(xiàn)象時(shí)，將這些波包通過比對(duì)與母波包信號(hào)的特征而分別提取出來，以實(shí)現(xiàn)對(duì)原檢測(cè)信號(hào)盡可能保真，還能一定程度上消除混入的噪聲信號(hào)[20-21]。

當(dāng)i=0，即還沒分解時(shí)，有e0(t)=x(t)，那么根據(jù)經(jīng)過i次波包分解后的剩余誤差ei(t)，可得到

ei(t)=ei-1(t)-aihi(t),i=1,2,…,N

(2)

式中：hi(t)=h(t-τi)， 用h(t)與ei(t)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，并按照相關(guān)性大小順序進(jìn)行分解，那么波包到達(dá)時(shí)間τi和波包幅值系數(shù)ai可分別由式(3)和式(4)得到

(3)

(4)

本次研究中，由于激勵(lì)信號(hào)是窄脈沖信號(hào)，無法直接進(jìn)行波包分解，因此，實(shí)際是設(shè)計(jì)了一個(gè)窄帶信號(hào)作為激勵(lì)母波包來完成波包分解過程。首先按照式(5)設(shè)計(jì)了一個(gè)高斯函數(shù)調(diào)制的余弦波作為母波包，頻率為10 MHz，采樣頻率為200 MHz，共有2 000個(gè)采樣點(diǎn)，其波形和頻譜，如圖3所示。

圖3 設(shè)計(jì)的母波包波形與頻譜圖

h(t)=cos(2πft)·e(-((t-ti)·w)2)

(5)

式中：f為信號(hào)的主頻；w是高斯波的脈寬系數(shù)；ti是波形發(fā)射周期中波包的位置參數(shù)。

然后根據(jù)卷積定理，將檢測(cè)信號(hào)與母波包進(jìn)行卷積，可獲得母波包頻譜范圍內(nèi)的檢測(cè)信號(hào)，即相當(dāng)于母波包作為激勵(lì)信號(hào)時(shí)的檢測(cè)信號(hào)。然后根據(jù)前述的波包分解方法對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理即可[22]。

2.2 波包替換方法

通過掃描電鏡觀察涂層厚度，并在試塊不同采樣點(diǎn)測(cè)量涂層反射信息時(shí)，雖然可以通過波包分解方法找出各界面回波，但是在成像時(shí)，由于波包周期較長(zhǎng)，重構(gòu)涂層結(jié)構(gòu)信息時(shí)，仍然存在混疊現(xiàn)象，為此，按照涂層中的聲速和波長(zhǎng)，依據(jù)采樣頻率設(shè)計(jì)了一個(gè)窄脈沖信號(hào)。該窄脈沖信號(hào)寬度遠(yuǎn)小于涂層厚度，通過替換分解出來的不同尺寸、大小和延時(shí)的波包，避免了各個(gè)波包的混疊，可有效提高成像分辨率。

3 波包分解方法仿真測(cè)試

為了檢驗(yàn)波包分解方法的有效性，本文設(shè)計(jì)了一組混疊波包的仿真信號(hào)，并加入了一定的白噪聲，采用波包分解方法進(jìn)行處理，具體仿真過程如下。

首先根據(jù)圖3波包結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一個(gè)由六個(gè)不同大小和位置的波包組成的一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，如圖4所示，其中波包1和2發(fā)生混疊，波包3、4和5混疊在一起。為了檢驗(yàn)波包分解的分解能力，在該信號(hào)中增加了白噪聲，如圖5所示。

圖4 仿真檢測(cè)信號(hào)

然后按照波包分解原理，對(duì)圖5中信號(hào)進(jìn)行處理，依次完成卷積和波包分解處理，結(jié)果分別如圖6和圖7所示。最后將分解所得子波包的位置和幅值與原波包進(jìn)行比較，結(jié)果列在表1中。從表1中可以發(fā)現(xiàn)，波包分解效果非常好，位置沒有誤差，僅幅值上出現(xiàn)了偏差，說明該方法是有效的，可以在涂層厚度檢測(cè)中應(yīng)用。

圖5 加入白噪聲的檢測(cè)信號(hào)

圖6 加噪檢測(cè)信號(hào)卷積結(jié)果

圖7 卷積后信號(hào)分解結(jié)果

表1 波包分解后的各波包位置與幅度及偏差

4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試

4.1 涂層試樣

實(shí)驗(yàn)試樣是采用HVOF噴涂工藝制備的兩塊鐵基非晶涂層試樣，如圖8所示，分別編號(hào)為試樣①和②。兩塊試樣形狀都是邊長(zhǎng)為10 cm的正方形，厚度約為3 mm。兩塊實(shí)驗(yàn)試樣分別切開進(jìn)行了掃描電鏡測(cè)試，掃描電鏡測(cè)試結(jié)果，如圖9所示。

圖8 HVOF噴涂工藝制備的涂層試樣

圖9 兩塊涂層試樣掃描電鏡測(cè)試結(jié)果

經(jīng)過掃描電鏡的觀測(cè)，會(huì)發(fā)現(xiàn)圖像中有較為明顯的界面，上下兩部分分別為涂層和基體。在兩個(gè)試樣的掃描電鏡圖中選取五個(gè)位置測(cè)量并標(biāo)注出涂層的厚度，測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)在表2中。

表2 涂層厚度SEM測(cè)量結(jié)果

4.2 實(shí)驗(yàn)掃查過程

實(shí)驗(yàn)掃查過程是在前面敘述的高頻超聲掃查系統(tǒng)上完成，采用中心頻率為10 MHz的水浸聚焦探頭，探頭直徑6 mm，焦距12 mm，實(shí)驗(yàn)時(shí)將焦點(diǎn)定在試塊中間，即探頭至試塊表面距離約為9.5 mm。同時(shí)通過采樣頻率為200 MHz數(shù)據(jù)采集卡將檢測(cè)信號(hào)保存到計(jì)算機(jī)中，采樣頻率為檢測(cè)頻率的20倍，能夠滿足實(shí)驗(yàn)采樣要求。實(shí)驗(yàn)掃查過程，如圖10所示。

圖10 實(shí)驗(yàn)掃查過程

為了獲得涂層聲速信息，首先在試樣②上四個(gè)角和中間位置隨機(jī)進(jìn)行了5次采樣，按照波包分解方法分別提取出水/涂層界面和涂層/基體界面回波，兩個(gè)界面回波相差約30個(gè)采樣點(diǎn)，聲程實(shí)際為兩倍厚度，按照采樣率200 MHz計(jì)算得到單程平均聲時(shí)約為7.5×10-8s，那么按照表2中的涂層平均厚度402.6 μm，可計(jì)算出涂層平均聲速約為5 368.0 m/s。根據(jù)涂層平均聲速5368 m/s和檢測(cè)頻率10 MHz，按照關(guān)系式c=λf計(jì)算出波長(zhǎng)λ約為5 36.8 mm，那么檢測(cè)分辨率大約為波長(zhǎng)的一半，即為268.4 mm。然后再按照采樣率200 MHz計(jì)算出268.4 mm大概是10個(gè)采樣點(diǎn)。故理論上選用長(zhǎng)度少于10個(gè)采樣點(diǎn)的窄脈沖信號(hào)即可，本文中隨機(jī)選取了5個(gè)采樣點(diǎn)的窄脈沖信號(hào)，如圖11所示。

圖11 長(zhǎng)度為5個(gè)采樣點(diǎn)的窄脈沖信號(hào)圖

獲得了涂層平均聲速以后，采用掃查系統(tǒng)對(duì)試樣①進(jìn)行掃查，掃查線是在試樣中央隨機(jī)選取，掃查步進(jìn)為0.1 mm，在掃查線上連續(xù)掃查了400個(gè)位置，檢測(cè)波形疊加后，如圖12所示。圖12中可以看出共有三個(gè)峰值，由左到右分別為始波、水/涂層界面波和基體底波。

圖12 試樣①掃查信號(hào)疊加圖

4.3 掃查數(shù)據(jù)處理

如圖12所示，根據(jù)涂層聲速及厚度推算，涂層/基體界面回波與水/涂層界面回波混疊在一起，因此，按照前述的界面反射回波提取原理對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理。

首先將各檢測(cè)波形與圖3所示的母波包進(jìn)行卷積處理，處理后的檢測(cè)信號(hào)疊加圖，如圖13所示。

圖13 卷積處理后的檢測(cè)信號(hào)

由于混疊信號(hào)處于第二和第三個(gè)峰值之間，因此提取圖13中3 600～3 899之間的300個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行下一步處理，為了避免幅值不一致對(duì)成像結(jié)果的影響，將這些信號(hào)都進(jìn)行了幅值歸一化處理，如圖14所示。

從圖14中可以看出，卷積處理后的波形都具有母波包的特征。將圖中400個(gè)掃查信號(hào)分別進(jìn)行波包分解處理，每個(gè)檢測(cè)信號(hào)都分解得到了10個(gè)不同幅值、位置相異的波包，圖15中顯示的結(jié)果為第85個(gè)檢測(cè)位置上的檢測(cè)信號(hào)分解結(jié)果圖。圖15中，縱坐標(biāo)1～10分別表示先后分解和提取出來的10個(gè)波包，縱坐標(biāo)0表示10個(gè)波包疊加后與原檢測(cè)信號(hào)的比較結(jié)果，可以看出兩個(gè)波形基本重合，即波包疊加后非常逼近原檢測(cè)信號(hào)。同樣在縱坐標(biāo)-1表示的殘差波形可發(fā)現(xiàn)，殘差非常小。

圖14 卷積處理后混疊位置歸一化波形疊加圖

圖15 波包分解結(jié)果

從圖15中可以發(fā)現(xiàn)，雖然這些波包被提取出來以后都是獨(dú)立的波包，但是由于這些波包具有多個(gè)振蕩周期，經(jīng)歷時(shí)間較長(zhǎng)，直接將它們疊加重建仍然存在混疊，如圖16所示，很多波包時(shí)間都是相互交錯(cuò)的。因此，將圖4所示的窄脈沖信號(hào)按照原始波包的幅值和位置進(jìn)行替換，替換后的結(jié)果如圖17所示，可以很清晰的看到10個(gè)波包的大小和相對(duì)位置，其中最大峰值位置為水/涂層界面回波位置。

圖16 各分解波包位置和大小示意圖

圖17 各分解波包替換后位置和大小示意圖

為了更直觀的對(duì)涂層厚度進(jìn)行觀察和評(píng)價(jià)，將這些處理后的掃查信號(hào)進(jìn)行成像處理，可以反映出涂層結(jié)構(gòu)的情況，但是由于存在微弱的激勵(lì)延遲差異，導(dǎo)致各信號(hào)間存在延時(shí)，如圖18所示。為此，將以水/涂層界面回波作為基準(zhǔn)，將每個(gè)檢測(cè)信號(hào)中的該界面回波統(tǒng)一移到采樣點(diǎn)50位置，如圖19所示。在圖19中可以清晰的發(fā)現(xiàn)在水/涂層界面下方存在著一個(gè)連續(xù)的界面回波，這就是涂層/基體界面回波的位置。

圖18 窄脈沖替換后的涂層結(jié)構(gòu)成像圖

圖19 信號(hào)重排后的涂層結(jié)構(gòu)示意圖

4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論

從圖17替換后的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，在水/涂層界面回波前還有一些存在干擾波包，為了研究它們出現(xiàn)的原因，對(duì)整個(gè)信號(hào)處理過程進(jìn)行了系統(tǒng)分析和討論。

首先將圖12中一個(gè)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)信號(hào)中的激勵(lì)波形提取出來，如圖20(a)所示，該信號(hào)波形是有儀器激勵(lì)電信號(hào)后通過高頻水浸探頭激勵(lì)出來，按照超聲信號(hào)傳播與反射原理，在接收信號(hào)中各界面回波信號(hào)也應(yīng)該有相同特征。在經(jīng)過分析后，發(fā)現(xiàn)這些干擾信號(hào)主要是在卷積過程中產(chǎn)生的，由于激勵(lì)脈沖信號(hào)都是非理想沖擊脈沖信號(hào)，而是有一定脈寬的信號(hào)，經(jīng)過卷積處理后出現(xiàn)了一些干擾成分，經(jīng)過波包分解和窄脈沖替換后，結(jié)果如圖20(b)所示，從圖中可以看出最大峰值之前出現(xiàn)了干擾脈沖，且主要干擾成分都在最大峰值之前，基本對(duì)涂層檢測(cè)與評(píng)價(jià)結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生影響。

圖20 仿真激勵(lì)脈沖信號(hào)的處理結(jié)果

圖19中顯示的兩個(gè)界面的距離實(shí)際是聲波在涂層中的聲程，因?yàn)槌暡ㄊ菑乃?涂層界面入射，然后在涂層/基體界面反射后被接收到，所以涂層厚度實(shí)際就是聲程的一半。而涂層/基體界面反射信號(hào)形成的界面回波位置在采樣點(diǎn)83，與水/涂層界面回波位置50相差33個(gè)采樣點(diǎn)，這是經(jīng)歷雙倍厚度的聲程，按照實(shí)驗(yàn)中的采樣頻率為200 MHz計(jì)算，可以算出超聲波穿過涂層所需要的時(shí)間為8.25×10-8s。以前面得到的平均聲速5 368.0 m/s來計(jì)算，涂層厚度約為442.9 μm，與表2中試樣①的SEM測(cè)量平均厚度比較結(jié)果如表3所示，涂層測(cè)量相對(duì)誤差僅為3.2%。

表3 厚度測(cè)量值與實(shí)際測(cè)量誤差

此外，還可以通過圖19對(duì)涂層結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。從圖19中可以看出，該檢測(cè)區(qū)域噴涂質(zhì)量較為均勻，界面回波形成的掃查線波動(dòng)較小，涂層整體質(zhì)量較好，這與掃描電鏡結(jié)果基本一致。

綜上所述，該檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法取得了較好的效果，對(duì)其他工業(yè)涂層的噴涂狀況檢測(cè)時(shí)，只需要獲得涂層中的聲波聲速，按照該方法進(jìn)行檢測(cè)信號(hào)處理，就可以完成各類涂層檢測(cè)及其質(zhì)量評(píng)價(jià)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

5 結(jié) 論

針對(duì)超音速火焰噴涂鐵基非晶涂層質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)需要，提出一種高頻超聲掃描成像技術(shù)。通過建立的超聲掃查系統(tǒng)對(duì)涂層試樣檢測(cè)，采集掃查數(shù)據(jù)。由于涂層較薄，涂層上下表面回波產(chǎn)生嚴(yán)重混疊，為此設(shè)計(jì)了一個(gè)母波包，對(duì)掃查信號(hào)依次進(jìn)行了卷積濾波、波包分解及波包替換處理，有效分離和提取出混疊界面回波。最后通過處理后的掃查信號(hào)對(duì)涂層結(jié)構(gòu)成像，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)涂層厚度及質(zhì)量的評(píng)價(jià)，厚度檢測(cè)相對(duì)誤差約為3.2%，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用要求。根據(jù)該方法的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，可以為進(jìn)一步開展多個(gè)薄層質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。