基于柔性阵列探头的铸铝金具相控阵超声检测技术研究

针对铸铝金具结构的复杂化,传统无损检测技术已不能满足不规则形状铸铝金具现场快速检测的需求,提出一种基于柔性阵列探头的相控阵超声检测方法。首先给出用于柔性阵列探头的相控阵超声动态聚焦算法,分析CIVA无损仿真平台的基础仿真理论;其次基于CIVA无损仿真平台验证动态聚焦算法实现声束的偏转与聚焦,并通过仿真对柔性相控阵超声探头进行参数优化;最后通过对典型铸铝金具进行检测,验证方法的有效性和可行性。结果表明,对于不规则形状的铸铝金具,基于柔性阵列探头的相控阵超声检测可满足其出厂检测和现场在役快速检测的需求。     

复合绝缘子内部缺陷的超声相控阵检测的仿真研究

利用超声相控阵对高压输电线路中复合绝缘子内部缺陷的带电检测,分辨率高、检测速度快,为了了解相控阵超声检测复合绝缘子内部缺陷的性能,优化相控阵超声探头参数和扫查方法,利用Field-Ⅱ进行仿真,研究了对相控阵超声探头声场分布,以及复合绝缘子超声相控阵检测中单焦点扫描、动态聚焦扫描、幅度变迹技术对成像质量的影响,根据仿真结果,选取了合适的相控阵探头参数及扫描方式,为超声相控阵仪器的设计提供了依据。     

超声相控阵技术在电力工业无损检测中的应用

分析了超声相控阵的原理及相控阵探头的类别,介绍了超声相控阵技术在电力工业设备焊缝和锻件检测中的应用。超声相控阵检测技术较常规超声波检测具有高速、高效、适合复杂工件以及能实时成像等优点,在电力工业无损检测领域具有良好的应用发展前景。     

不等厚复合构件的相控阵超声脱粘检测技术研究

针对不等厚金属非金属复合构件的特点,提出了采用相控阵超声检测方式对该构件界面进行脱粘检测的方法.分别采用普通聚焦探头和相控阵探头对不等厚试块进行了脱粘检测实验,采用软件延时技术对相控阵检测实验数据按聚焦规律进行合成,得到相控阵检测方式的C扫描友度图和二值化图,并计算了脱粘区域的位置和面积,检测结果与普通聚焦探头相比,可...     

基于超声相控线阵的缺陷全聚焦三维成像

在无损检测领域,缺陷三维成像能够还原材料内部缺陷的空间信息,与传统的二维成像相比有着明显的优势。目前实现超声相控阵缺陷三维成像主要依靠面阵探头,而这些设备往往十分复杂和昂贵。通过采取适当的数据采集方法和后处理成像算法,超声相控线阵系统能够实现低成本、高效率的三维超声检测成像。采用断层扫描和全矩阵捕捉的方法获取成像数据;再利用全聚焦成像算法绘制高分辨率的断层图像;根据这些图像在三维空间中真实的位置关系,插值还原出缺陷的三维图像。此外,针对全聚焦成像算法计算量大的问题,提出了一种加速算法。实验表明,这种检测方法能够快速得到目标空间区域的高质量三维图像,准确体现缺陷的空间分布情况,相比于借助B扫查图像和C扫查图像材料内部缺陷的方法,具有更强的直观性。     

插入式管座角焊缝相控阵超声检测技术研究

通过模拟仿真优化相控阵超声波在实际管座角焊缝中的传播路径,实现声波传播路径的可视化,根据检测对象参数确定探头形状,设计了相控阵超声检测探头和试块,制定了管座角焊缝的相控阵超声检测工艺,并在某电站锅炉管座角焊缝检测中进行了应用,提高了相控阵超声检测的可靠性,有效地保证锅炉的安全运行。     

基于空耦超声的聚合物锂离子电池缺陷检测

用具有非接触、非破坏和非浸入等特点的空气耦合超声对软包聚合物锂离子电池中的气泡进行检测。利用空耦超声垂直透射法,采用400 k Hz的圆形空耦聚焦探头,针对厚度为3 mm聚合物锂离子电池中的Φ=4.0 mm、5.0 mm、6.0 mm、7.2 mm和7.8 mm以及长径27.0 mm、短径3.5 mm等气泡进行265 mm×365 mm范围的C扫成像。声波遇到电池气泡缺陷时,振幅从0.38 v降为0.16 v。空气耦合超声无损检测技术可以对锂离子电池进行检测,并能准确检测出气泡的分布位置及外部未能分辨出的深浅不一的气泡缺陷。直径为4.0 mm的自然气泡缺陷能被准确检测出,相对误差低于5.5%。     

超声相控阵技术在输变电设备缺陷检测中的应用

超声相控阵技术具有的多角度扫查、聚焦方式可变、直观的A扫和C扫以及扇扫成像形式等优势,基于该技术对GIS罐体、管母线、GIS直线导体、铝制线夹等输变电设备进行无损检测。检测结果表明,超声相控阵技术可以有效检出以上设备的缺陷,提高检测效率和缺陷检出率。     

超声相控阵在直线导体环焊缝的应用

依据超声相控阵成像原理和被检工件类型,设计了GIS直线导体环焊缝检专用探头和斜楔,并提出了该类工件的超声相控阵检测方案。检测结果显示,超声相控阵技术较常规超声波检测技术有着近场区小、分辨力高等优越性,能够对GIS直线导体周向环焊缝进行完整有效检测,并对缺陷进行准确定位。     

宁波市海曙精艺机电厂

用具有非接触、非破坏和非浸入等特点的空气耦合超声对软包聚合物锂离子电池中的气泡进行检测。利用空耦超声垂直透射法,采用400 k Hz的圆形空耦聚焦探头,针对厚度为3 mm聚合物锂离子电池中的Φ=4. 0 mm、5. 0 mm、6. 0 mm、7. 2 mm和7. 8 mm以及长径27. 0 mm、短径3. 5 mm等气泡进行265 mm×365 mm范围的C扫成像。声波遇到电池气泡缺陷时,振幅从0. 38 v降为0. 16 v。空气耦合超声无损检测技术可以对锂离子电池进行检测,并能准确检测出气泡的分布位置及外部未能分辨出的深浅不一的气泡缺陷。直径为4. 0 mm的自然气泡缺陷能被准确检测出,相对误差低于5. 5%。     

超声相控阵检测技术的发展及应用

超声相控阵是近年来发展起来的一门新的工业无损检测技术,通过对各阵元的有序激励可得到灵活的偏转及聚焦声束,联合线性扫查、扇形扫查、动态聚焦等独特的工作方式,使其比传统超声检测具有更快的检测速度与更高的灵敏度,成为目前无损检测领域的研究热点之一。介绍了超声相控阵的检测原理及特点,综述了其国内外发展及研究现状,总结了目前超声相控阵研究热点及发展趋势,最后以汽轮机叶轮轮缘裂纹的检测和焊缝的检测为例,介绍了超声相控阵在实际工程中的应用。     

P91钢管道受限空间焊缝相控阵超声检测

针对管道受限空间焊接接头难以检测的问题,提出相控阵超声检测方法。采用CIVA仿真软件对相控阵超声检测的探头和换能器参数进行设计优化,开发了受限空间相控阵超声检测工艺,并将本文相控阵超声检测与X射线检测进行仿真对比。仿真结果表明:本文设计开发的相控阵超声检测方法可以有效检出缺陷,缺陷定位及各缺陷幅值响应规律与实测值相似;本文检测方法相较于X射线检测,在缺陷定性上基本一致,在缺陷深度及高度的测量更具优势,但上表面存在小于5 mm的盲区;对于本文检测方法表面及近表面盲区缺陷可采用增加相控阵超声探头检测位置和其他方法作为补充检测工艺。     

奥氏体不锈钢小径管相控阵超声检测方法探究

文章概述了采用相控阵超声技术检测小径管不锈钢对接接头的局限性,通过CIVA声场仿真实验,提出常规横波相控阵探头和双晶线阵相控阵探头的工艺方案,并进行对比试验分析,寻找小径管不锈钢对接接头相控阵超声检测工艺设计研究方向。     

管道电磁超声传感器阵列检测技术研究

采用电磁超声传感器阵列对管道进行缺陷检测,不仅能够提高电磁超声检测信号的信噪比、灵敏度与分辨能力,同时也能增强电磁超声检测的直观性与灵活性。本文详细阐述了基于洛伦兹力的周期永磁铁阵列式电磁超声传感器(PPM-EMAT)激励超声导波的工作原理,及利用全聚焦算法结合极性一致性算法对缺陷进行定位与成像的工作机理。建立了有限元仿真模型,验证了准T(0,1)模态导波在管道结构中的传播过程。利用研制的多通道电磁超声检测系统,对含缺陷的不锈钢管道进行了检测实验,实验结果表明,研制的系统能够检测出管道试样中的多个通孔缺陷,纵向定位误差可控制在1.5%以下,实现了基于阵列电磁超声传感器的管道缺陷成像与定位。     

大视场声场显示仪的研制和应用

本文介绍了一种减小象差的新方法——可调光阑组技术。据此研制的声场显示仪能获得精度较高的大视场(φ300mm)声象。该仪器可显示各种实用超声换能器的近场区、半扩散角及整个声场结构;可显示聚焦探头的焦距、聚焦区范围;可测量薄型介质中的声波速度,并为研究新型探头、声透镜、声全息等提供了实验手段。     

CIVA仿真模拟风机变桨轴承的相控阵超声检测

风机变桨轴承经常出现断裂影响电力生产,为实现对变桨轴承内部状态监控,使用CIVA仿真模拟变桨轴承的相控阵超声检测工艺,探究适合变桨轴承的相控阵超声检测工艺和缺陷测量方法。针对内齿型变桨轴承缺陷特征,通过CIVA进行仿真模拟。结果表明:螺栓孔到齿根部区域采用横波斜探头扇形扫查、螺栓孔到轴承密封圈区域采用纵波直探头和横波斜探头扇形扫查相结合的方式可实现对变桨轴承的检测区域全覆盖;同时,深入探究其缺陷的测量方法,当缺陷高度不超过3 mm时可采用–6 dB法进行缺陷测量,当缺陷高度超过 3 mm时采用端点衍射法进行测量最佳。该仿真模拟技术为风机变桨轴承裂纹相控阵超声检测提供了合适的检测方法和缺陷判断技术。     

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。     

转轮焊缝相控阵超声检测工艺研究

针对常规超声检测方法在进行三维多变断面转轮焊缝检测时存在的局限性,介绍了相控阵超声检测技术的特点。根据转轮焊缝容易出现的缺陷类型制作了模拟试块,设计超声相控阵检测工艺并进行检测,对检出缺陷进行常规超声检测验证。结果表明,超声相控阵技术可明显提高检测效率及检出能力,但对位向不好的层间未熔合,仍需配合直探头在焊缝弧面进行补充检测。     

基于相控阵超声的GIS终端环氧套管检测方法研究

针对在役GIS终端环氧套管容易在金属嵌件结合面处开裂而且无有效检测方法的问题,提出了一种基于相控阵超声的环氧套管无损检测方法。通过研究环氧套管结构及声传播特性,利用超声检测专用模拟软件对声波在工件中的传播以及声波与缺陷的相互作用进行模拟,得出环氧套管相控阵扇形扫描检测方式,进而开发了环氧套管相控阵超声检测的专用检测系统。实验表明,检测系统能沿环氧套管外侧环向移动对环氧套管进行相控阵超声扇形扫查,通过扫查得到的图像,可以清晰地分辨出缺陷信号及固定信号,实现了GIS终端环氧套管安全状况的评估。     

基于迭代法及腐蚀算法的超声相控阵缺陷提取

为解决超声相控阵检测时噪声干扰及仪器精度造成的缺陷提取困难等问题,提出了一种基于迭代法及腐蚀算法的超声相控阵B扫图像缺陷提取方法。以轮辋试块侧通孔的超声相控阵B扫图像为对象,结合迭代法与腐蚀算法,研究了超声相控阵图像缺陷提取及量化方法,并与传统迭代法、Otsu法、Bernsen法进行对比,且讨论了相控阵检测时检测孔径对提取的缺陷特征值精度的影响。结果显示孔径大于20时,采用迭代法与腐蚀算法相结合提取的缺陷特征值相对误差均小于12%,且远小于采用传统迭代法、Otsu法、Bernsen法提取的相对误差。随着检测孔径增大,检测精度提高,但提高的速度在减缓。研究结果对改善超声相控阵检测成像质量,提高缺陷特征提取及量化精度提供了参考。