高压开关烧结触头的超声C扫描图像校正方法

通过研究高压开关烧结触头结合面上超声波的传播特点发现,界面处的散射现象是造成超声C扫描图像不均匀的主要原因。在此基础上提出了超声C扫描图像形态滤波校正方法。试验结果表明,该法有效地校正了高压开关烧结触头的超声C扫描图像的不均匀现象,提高了超声无损检测的准确性。     

基于SLIC超像素算法和密度聚类的TA2钛板表面缺陷定量化评估研究

由于边缘效应的影响,TA2钛板涡流C扫描图像中缺陷区域与背景区域混杂,边缘对比度低,难以实现缺陷区域定量化评估。针对以上问题,提出了一种基于简单线性代聚类(SLIC)超像素算法和密度聚类算法的涡流C扫描图像分割方法。首先对TA2钛板进行涡流无损检测,获得包含有TA2钛板表面缺陷的涡流C扫描图像;然后利用SLIC超像素算法将获得的C扫描图像预分割成若干小区域;最后通过密度聚类算法对预分割后的C扫描图像进行区域合并,得到受检测TA2钛板C扫描图像中的缺陷区域,通过对缺陷区域进行细化处理和轮廓跟踪可以得到TA2钛板缺陷区域的估计长度,实现对TA2钛板表面缺陷的定量化评估研究。实验结果表明,该方法能够有效地实现受检测的TA2钛板表面缺陷的可视化、定量化分析,与传统的图像分割方法相比分割效果更优、准确性更高。     

电触头钎焊质量超声成像无损检测研究与评价

借助于超声C扫描、图像处理、数字控制技术和计算机技术等,研究开发了超声成像无损检测系统,实现了钎焊质量检测的自动化、图形化,从而克服了传统钎焊质量检测方法的诸多弊端,显著提高钎焊电触头的检测精度及检测结果的可靠性,对控制电触头钎焊质量具有极其重要的意义。     

电触头焊接质量的超声C扫描与化学腐蚀检测结果对应性研究

介绍了超声C扫描方法和化学腐蚀方法检测电触头焊接质量的基本原理,研究了两者的检测结果对应关系。分析超声C扫描方法中,不同频率和参数的超声探头在缺陷尺寸分辨能力上的差异;分析化学腐蚀方法,对使用不同含银量焊料焊接的样品具有不同的影响;使用超声C扫描方法和化学腐蚀方法验证电触头的焊接质量。对比试验证明:使用低银焊料的焊接触头在腐蚀过程中焊料易与腐蚀溶液发生反应,导致原有缺陷尺寸不断扩大;使用高银焊料的焊接触头受腐蚀过程的影响小,因此腐蚀结果与超声C扫描图像的一致性较好。     

不均匀照明下采集图像的校正方法及硬件加速

在表面缺陷检测的过程中,需要通过预处理增强目标缺陷与背景之间的对比,再进行缺陷与背景的区域分割。而当探测光源在目标表面产生的光照不均匀时,需要先对采集图像进行光照均匀性校正,否则较难进行之后的缺陷目标提取。本文提出了一种基于小波变换和动态阈值的校正方法,适用于不均匀照明下缺陷图像的增强,可以很好地进行照明分量的均衡。与已有方法相比,该方法在光照的均衡效果、普适性、直观性、后续目标区域的提取等方便有显著优势,但是计算时间相对较长。针对该问题,本文使用Vivado HLS设计了IP加速核,将运算效率提高了20倍,可广泛运用在不均匀照明下表面缺陷的识别。     

新型陶瓷基复合材料粘接构件的脱粘超声检测信号处理方法

针对一种新型的陶瓷基多孔复合材料粘接结构件,利用超声C扫描系统对构件脱粘缺陷进行检测时,由于材料多孔性和各向异性导致超声数据产生强烈的声学噪声,造成重构图像边缘模糊。针对此问题,提出利用小波包时频域分析及能量谱分析的方法获取超声回波信号的频谱和能量谱特征。为增强回波信号的特征,采用自适应小波包阈值算法进行消噪处理,相较于传统的超声信号消噪方法信噪比提高了近20%,有效减小噪声信号对原始超声信号的干扰。在此基础上,对陶瓷基复合材料的粘接缺陷进行图像重建,对于直径为2 mm的微型脱粘缺陷也能够实现清晰表征。结果表明了所提超声信号处理方法的有效性,通过较大程度改善重构图像的质量,更清晰的反映了微小缺陷的边缘,从而提高了量化表征精度。     

压缩传感在超声相控阵检测系统中的应用研究

为解决超声相控阵汽车发动机腐蚀检测系统中全通道采集带来的存储传输数据量大的问题,进行压缩传感理论在超声相控阵发动机检测系统中的应用研究。根据超声相控阵成像的方式,首先对单阵元接收到的回波信号进行压缩传感:对回波信号在稀疏变换域中的稀疏度进行分析,并应用随机高斯矩阵进行测量采样,正交匹配追踪算法进行信号重构;然后依据超声相控阵的成像原理,对腐蚀缺陷进行压缩传感下的B扫描成像;最后分析结果表明,压缩传感下的缺陷图像具有较高的重构精度,此研究为降低超声相控阵发动机缸体检测系统复杂度以及数据采样传输对硬件的要求提供了新的思路。     

基于一维CNN的时域超声信号识别技术研究

超声检测缺陷是一种主流的缺陷识别手段,二维卷积神经网络一直是该领域的主要技术,一般从二维C扫、D扫等图像中提取属性特征来进行识别分类,这些研究主要采用二维卷积层,会产生较大的资源消耗。在所有类型的缺陷识别方法中,超声回波信号分析是最主要和有用的工具之一,本研究从原始时域超声信号中提取特征,首先使用来自实验室的JPR-600C空气耦合超声波无损检测系统采集数据;然后通过使用不同的超参数进行实验、t-sne可视化等手段构建并优化一维CNN网络模型;最后实现超声信号缺陷识别分类。实验结果表明,所提出的CNN模型的性能令人满意,缺陷识别准确率为97.57%,高于其他机器学习方法,为实现缺陷识别自动化的需要提供辅助。     

CFRP/Al蜂窝结构缺陷红外热图特征的多结构形态学-PCNN识别

CFRP/Al蜂窝结构在制备和长期服役过程中易产生脱粘、分层、积水等缺陷,因此采用红外热波无损检测技术对其状态进行检测尤为重要.在采集CFRP/Al蜂窝结构缺陷红外热图像序列的过程中,存在着较大的背景噪声,容易产生对缺陷的检测效率低、对比度差等问题.为了提高缺陷检测效果,采用主成分分析算法对去除背景后的红外图像序列进行缺陷特征信息降维处理,有效滤除红外图像序列中的不均匀背景噪声.结合多结构形态学和脉冲耦合神经网络(PCNN)混合算法对缺陷区域进行图像增强和图像分割来提取缺陷区域.实验结果表明,采用上述方法,能够进一步地滤除红外图像的不均匀背景噪声,改善缺陷区域提取效果,有效提高缺陷检出率.     

基于PCA的管道缺陷导波信号特征优化方法

针对超声导波管道缺陷检测中存在的识别率低、鲁棒性差等问题,应用了主成分分析对管道缺陷回波信号进行特征优化.首先,通过对超声导波缺陷回波信号进行处理,提取了信号在时域和时频域内的特征参数,构成联合特征向量.然后使用主成分分析法(principal component analysis,PCA)对联合特征向量进行降维处理,通过提取累计贡献率达到89％的主成分得到融合特征.最后用BP神经网络对融合特征进行训练和识别.这种方法可以有效的识别管道缺陷,与联合特征向量相比具有更高的识别率.     

银石墨触头的电阻钎焊研究

采用电阻钎焊工艺对银石墨触头进行钎焊时,钎焊工艺往往不稳定。为解决这一问题,在钎焊工艺中引入了热传感器。实验表明,使用温度传感器后,钎焊温度的波动可以控制在23℃的范围内,钎焊过程稳定可靠。分析表明,钎焊时间对钎着率的影响最大。使用超声波显微技术可以实现在线检测,从而使得银石墨触头的电阻钎焊成为可能。     

电阻钎焊AgCdO触头与铜触桥的焊接检测

采用电阻钎焊方式对AgCdO触头和黄铜触桥进行焊接,研究了焊接时间对焊接质量的影响,从钎着率、焊缝组织及焊接结合强度3个方面对焊接质量进行了评价。钎着率和结合强度随焊接时间的延长呈增大趋势,但由于超声检测有一定的局限性,钎着率高的触头结合强度不一定好。因此,钎着率不能作为评价焊接质量的唯一标准。     

一种大型电器触头电阻钎焊工艺试验

介绍了THW2-4000低压万能式断路器静触头的电阻钎焊工艺试验过程。并简单说明了温度、压力、焊接面粗糙度、钎料厚度等工艺参数对焊件钎着率及钎焊质量的影响。     

1200MW汽轮发电机定子线圈导电接头结构研究

1200MW汽轮发电机定子线圈端部采用导电接头结构,与1000MW汽轮发电机相比线圈股线排数增加,致使导电接头与股线的钎焊难度增大。在传统1000MW发电机导电接头钎焊的经验基础上,通过理论分析与一系列钎焊试验,对接头的结构进行改进优化,得到一种1200MW发电机适用的优良的接头结构,可以充分保证接头钎焊质量与导电性能。     

AgCdO触点钎焊的剪切性能研究

剪切法是用于检测焊接质量的一种方法。本文以电阻钎焊AgCdO触点和铜触桥为研究对象,测量了不同钎料焊接的触点焊接面的剪切力并积分计算了相应的剪切能量,结合超声检测及剪切断面形貌对焊接面的剪切性能进行了研究。结果显示,触点焊接面的剪切力与剪切能量皆随钎着率的增大呈增大趋势,其中AgCuP钎料焊接触点焊接面的剪切力和能量均高于AgCuZn钎料焊接的触点,且这种差距随钎着率的增大而减小。     

采用光谱诊断法测量长间隙空气电弧温度

电弧温度是表征长间隙空气电弧物理特性的重要参量。采用光谱诊断法测量长间隙空气电弧温度,为分析输电线路潜供电弧的自熄特性提供了依据。基于空气电弧等离子体辐射的光谱诊断原理,由附加光学预处理装置的高速图像采集系统来拍摄电弧图像,结合数字图像处理技术、阿贝尔(Abel)变换和光谱相对强度比色法,计算得到电弧等离子体的温度分布。研制了长间隙空气电弧温度的测量系统,对小电流电弧温度特性进行测试分析。结果表明,所提出的光谱诊断测温法能有效测量长间隙空气电弧等离子体的温度分布,为研究潜供电弧的自熄机制提供了重要手段。     

钎料系选择对低压电器电触头性能的影响

以适用于电触头生产中常用的Ag基、Cu基钎料为代表,综合不同钎料焊接后的电触头钎着率、润湿性能、电性能数据,辅以微观组织,初步分析钎缝的形成机理。比较了不同钎料系对电触头的焊接质量和各方面使用性能的影响,兼顾性能与成本,得出不同钎料系的优劣。     

低压电器电触头高频感应钎焊工艺优化方法

钎焊质量是影响电触头使用性能的关键因素之一。高频感应钎焊在电触头的生产过程中被广泛的使用。针对某型号电触头,采用科学合理的研究方法,得出了一套优异的高频感应钎焊工艺。该方法可以用来制定或优化其他不同电触头产品的高频感应钎焊工艺。     

零件表面损伤对再制造修复件承载能力影响的超声相控阵检测研究

零件使用过程中出现的表面损伤会影响其再制造修复时的界面结合质量,从而降低承载能力。为得到零件表面损伤大小对修复件承载能力的影响,对表面预制不同宽度损伤的基体材料进行等离子喷焊再制造修复,采用超声相控阵对施加三点弯曲载荷的修复件进行检测。根据检测结果,提取A扫波形图中二次底波声程,得到不同载荷下二次底波声程变化曲线,根据曲线转折点得出修复件界面裂纹萌生时的载荷F_A;通过定量化处理C扫俯视图中缺陷并计算其面积占比,得到不同载荷下缺陷面积占比的变化曲线,根据曲线转折点得出界面初始缺陷演化时的载荷F_C。结果表明,F_A和F_C都能够反映修复件承载能力与基体表面损伤的线性关系;在误差小于5%的前提下,表面损伤宽度每增加1 mm,修复件承载能力约下降0.1 kN;并且相较于F_A,F_C的大小降低了11.12%,从而能够建立表面损伤对修复件承载能力的影响规律,为评定表面损伤零件的再制造质量提供了及时有效的途径。