面向晶粒尺寸的超声多尺度衰减评价方法

李雄兵^1,2，宋永锋¹，倪培君³，刘锋²

1. 中南大学CAD/CAM研究所2. 中南大学粉末冶金国家重点实验室3. 中国兵器科学研究院宁波分院

摘 要：用小波变换获取超声波能量的时间-尺度分布,研究衰减系数随尺度的分布规律,定义加权的超声多尺度衰减系数,结合粒子群算法设计的最优尺度组合及其归一化权重分配策略,建立晶粒尺寸的超声多尺度衰减评价模型.选用304不锈钢进行实验,其衰减系数-尺度分布图表明超声波在小尺度下衰减迅速,体现了高散射材料中衰减的频率特征;而随着试样晶粒尺寸增大,整个尺度范围内的衰减都明显加剧.实验结果显示,声速法、传统衰减法与本方法的最大系统误差分别是+12.57%,+5.85%和-1.33%.对金相法测得平均晶粒尺寸为103.5 mm的验证试样用3种方法进行评价,结果分别为（110.4±7.8）,（98.2±6.6）和（101.7±3.9）mm.本方法不仅可降低系统误差,且随机误差也被小波变换的恒Q滤波特性有效抑制.

关键词：晶粒尺寸;超声无损评价;多尺度分析;衰减系数;