SAFT成像技术在棒材超声成像检测中的应用

以变形钛合金棒材为检测对象,将超声合成孔径聚焦技术(SAFT)算法进行适当的改进,使其适合棒材检测。对棒材试块进行SAFT成像和B扫描成像,通过比较,发现SAFT成像能够增强缺陷信号,提高检测灵敏度。     

复合材料结构中R区超声反射信号特征及其检测应用

R区是复合材料结构中的重要几何过渡区和连接区,利用超声反射法检测时,入射声波在R区形成的反射信号的复杂性明显影响了缺陷的判别和评定。为此,采用宽带窄脉冲超声检测方法,通过专门设计的超声检测系统及水膜耦合换能器,提取和分析来自实际复合材料结构R区的超声反射信号的时域特征,结合超声检出结果进行解剖验证分析。结果表明:采用水膜耦合可以获得较好的声学耦合效果和稳定的超声反射信号;来自R区分层等缺陷和R区层间界面及树脂界面的反射信号在其单周特性、幅值特性、多次反射行为等方面存在明显的时域差别,基于此特征,可有效地进行复合材料R区缺陷的判别和定位,并有效地检出R区近表面单个铺层深度(约0.13 mm)的分层;基于此信号特征的B扫描为复合材料结构中R区缺陷的检测与评估提供了一种非常直观的可视化方法。     

SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头的超声成像分析

利用超声波水浸聚焦入射法对1 mm厚的SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头进行超声C扫描成像检测.分析了不同焊接工艺参数下的C扫描图像特征,甄别了飞溅、焊穿等典型焊接缺陷,并提取其对应的A扫描信号.基于C扫描图像对焊核直径进行了测量,并与焊核切口端面尺寸进行了比较.结果表明,基于超声波水浸聚焦入射法得到的C扫描图像,能有效观测焊核内部形貌特征.焊接电流超过8 kA,电极力小于2 700 N时,超声波C扫描图像中清晰反映出飞溅、焊穿等缺陷,其对应区域的A扫描信号与正常熔核区波形特征有明显差异;借助超声C扫描图像测得的焊核直径为4.39~5.25 mm.     

面状缺陷超声TOFD法信号和图像的特征与识别

针对铝合金厚板焊缝中易于出现的几种典型的面状缺陷,研究了其超声衍射时间差法（TOFD—time of flight diffraction）的检测特征,对获得的A扫描信号和B、D扫描图像的特征进行了分析和解释,并对B、D扫描图像进行了线性化处理。结果表明,结合A扫描信号和B、D扫描图像的特征,能够有效地对面状缺陷进行识别、定位和定量。线性化处理技术有效地提高了图像的时间分辨力,使面状缺陷的信号和图像的特征更明显,进而使定位定量更为精确。     

超声成像法检测复合材料层合板铺层方向

提出一种确定复合材料层合板铺设形式的新的无损检测方法。采用垂直入射的超声纵波进行铺层界面的C扫描或层板全波形B扫描，然后从结构缺陷的反射波中提取纤维方向信息。发现铺层界面的C扫描图大都包含两相邻铺层的纤维方向信息，而上铺层的信息显示更明显。因此，用二维傅里叶变换将界面C扫描图变换为定量的角度分布图，通过显示的方向信息确定上铺层的纤维方向。用类似方法对全波形B扫描图进行处理，将其转换为角度—时间图，图中信号幅度显示层合板中各铺层的方向。由于没有涉及众多界面时间门的设置问题，B扫描方法更为简单。分别用界面C扫描和全波形B扫描方法检测了几种复合材料层合板，确定了它们的铺制结构，并通过建模分析研究这些方法的机理。     

镍铜合金棒材裂纹的弱磁检测

针对现有无损检测技术难以满足镍铜合金棒材裂纹检测需求的现状,提出一种地磁场环境下的弱磁无损检测方法。首先理论分析镍铜合金棒材的弱磁检测原理和缺陷处磁异常分布特征,其次对含自然缺陷的镍铜棒材进行弱磁检测。采用包络分析法对信号进行处理,并通过金相显微镜、扫描电镜分析,验证弱磁检测镍铜合金棒材的可行性。结果表明:通过对棒材表面磁异常分布特征分析,并结合磁梯度信号的阈值处理和包络分析法处理的结果,实现了镍铜合金棒材内部裂纹缺陷的有效检出,并且裂纹检测精度达到了微米级。     

铝基复合材料超声波辅助钎焊质量评价

根据铝基复合材料钎焊接头的结构特点,分析了界面的声学信号特征,并采用先进的超声成像法对接头质量进行了检测,同时获得了界面的A扫描信号、B扫描和C扫描图像.研究结果表明,结合A扫描信号、B扫描和C扫描图像的特征,能够判断缺陷类型及其位置,并通过断面金相分析进行了验证.超声成像技术能反映出铝基复合材料钎焊界面的接合状态,可检测出气孔、氧化膜夹杂和未钎透缺陷,为铝基复合材料钎焊的研究提供了有效的检测手段.     

精密管棒材数字成像无损探伤和测量系统

精密管材和棒材广泛用于核能和航空航天等领域,其细微缺陷探伤和尺寸精密测量极为重要。为此研制了精密管棒材数字成像无损探伤和测量系统。该系统由超声纵、横向缺陷探伤、超声尺寸测量、涡流探伤等子系统组成,实现了管材内壁、外壁纵横向缺陷超声探伤,棒材内部缺陷超声纵波探伤,棒材纵向缺陷超声横波探伤;棒材周向、径向缺陷超声横波探伤;管材壁厚超声测量,管材、棒材直径超声测量,管材、棒材椭圆度超声测量;管材、棒材缺陷涡流穿过式探伤及异物(渗碳等)检测,管材、棒材材料背景噪声穿过式涡流检测,管材、棒材旋转点式涡流探伤。各检测子系统均依据轴向编码器和周向编码器进行缺陷检测和尺寸测量的时基线记录显示、B扫显示和C扫成像显示,实现了高灵敏度、高分辨力、高可靠性的管材和棒材无损检测。     

碳纤维增强复合材料层间界面缺陷超声成像技术

针对复合材料层压结构层间界面缺陷的无损检测与评估,通过分析超声波在碳纤维增强树脂基复合材料中的传播规律,研究入射声波在复合材料中的反射特性,利用入射声波在复合材料层间界面产生的反射信息,通过超声（B,T）扫描成像方法揭示复合材料层间界面缺陷及其三维分布。试验结果表明,采用短波长脉冲超声成像检测技术,可以有效地再现碳纤维增强树脂基复合材料层压结构中层间界面缺陷三维分布特征以及层间界面、铺层方向、纤维束取向等信息,为复合材料提供了一种有效的层间界面结构表征和缺陷检测方法。     

TOFD技术在薄壁堆焊层裂纹缺陷检测中的应用

研究了薄壁堆焊层裂纹类缺陷的TOFD检测技术,讨论了裂纹类缺陷的TOFD检测特征,分析了不同角度探头和不同探头间距检测结果的影响。结果表明,TOFD技术可以检测到表面下3～10 mm内的垂直裂纹,结合A扫描信号和B,D扫描图像的特征,能够有效地对裂纹状缺陷进行识别、定位和定量,为堆焊质量评价提供可靠准确的依据。     

液压缸集成位移传感器信号调理电路设计

针对常见液压缸位移传感器在高集成、小体积环境的应用缺陷,开展了一种高集成液压缸位移传感器信号调理电路的设计研究。为获取高质量的位移检测信号,在分析了位移传感器原始信号特征的基础上,开展了直流隔离、放大、电源转换以及滤波电路等信号调理电路的研究。电路的有效性通过Multisim和Proteus进行仿真及实验验证,仿真及实验结果表明,该信号调理电路可将位移传感器原始信号转变为标准的简谐信号,便于信号的后续采样细分,为提高液压缸位移的检测精度提供了支撑。     

基于频谱分析的脉冲涡流检测提离消除技术

脉冲涡流检测中由于探头倾斜等原因容易产生提离效应,严重影响缺陷的定量精度。利用激励脉冲频率成分丰富的特点,提出了一种基于频谱分析的提离效应消除新方法。通过试验发现,经该方法处理后的有提离的原始检测信号在低频部分已基本重合,消除了提离效应对低频的影响,且可通过提取低频特征值对缺陷的深度进行定量。试验结果证明,该方法可以有效地消除提离效应,提高缺陷的定量检测精度。     

小波分析在基桩浅部缺陷检测中的应用

通过对基桩存在浅部缺陷时桩顶响应信号的小波分析，提取信号中所包含的对应于缺陷部位的应力波反射特征信息，可以实现对基桩浅部缺陷的准确定位。数值模拟试验显示了该方法的合理性；在此基础上，进行了工程桩的现场试验研究，结果表明该方法对基桩浅部缺陷的检测是可靠的。     

换热器传热管通孔缺陷的涡流检测信号

国内外涡流检测标准通常规定通孔缺陷的信号相位为40°左右。但是在实际换热器管检测中发现,泄漏缺陷信号的相位大到105°左右,小至25°附近,若使用常规的相位一缺陷深度曲线进行评定,将导致缺陷深度的误差很大。分析了相关文献以及实际检测中通孔信号的涡流检测相位规律,发现通孔类缺陷的检测相位与孔径和壁厚等体积因素有关。若通孔的金属流失量大,则相位超前;若金属流失量小,则相位滞后。在使用涡流方法检测管道时,应该结合缺陷信号的幅值和相位信息,才能准确综合评定缺陷深度。     

挖掘机后桥壳铸钢件的铸造工艺优化

运用AnyCasting铸造模拟软件对挖掘机后桥壳原铸造工艺进行了模拟,结果显示铸件易出现夹杂、缩松、缩孔,裂纹等铸造缺陷,经生产验证,铸件产生的缺陷基本与模拟结果吻合.针对原工艺设计存在的不足,对工艺进行了优化,包括浇注系统和冒口的设计、冷铁的放置、圆角的过渡、浇注时间的调整和涂料的改进.工艺优化后,铸件缺陷出现的概率大大降低,提高了工艺出品率.     

基于压缩感知的机械故障信号检测方法研究

针对传统基于香农-奈奎斯特理论的机械故障检测方法信号采样率要求高、故障检测率低的不足,提出一种基于压缩感知的机械故障信号检测方法。利用压缩感知基础理论构建随机高斯测量矩阵,对降噪后的原始故障信号压缩降维,并采用范数稀疏逼近法求出压缩感知矩阵的稀疏解;提取原始压缩故障信号中的时域特征和能量特征,实现对原始故障信号的重构。仿真结果表明:提出的故障检测方法的信号重构效果更好,故障检测率可达96.16%。     

某型机外置机匣接耳检测疑似裂纹分析

在某型机大修后外场的例行检查过程中,发现外置机匣接耳存在涡流检测信号异常,着色检测无相关显示的问题。针对该疑似裂纹信号,借助荧光检测和数字射线实时成像等无损检测方法进行分析和探讨,并进行热处理去应力试验和微观观察,结果说明疑似裂纹信号源于试件表面或近表面的微裂纹,与可能存在的试件内部应力,以及近表面夹杂、气孔等体积型缺陷无关。表明涡流检测技术对试件表面或近表面微小裂纹具有很高的检测灵敏度和可靠性。     

一种非线性扩散与图像差分的金属表面缺陷检测方法

目的为检测金属产品表面缺陷提供一种有效的方法,希望可以对金属产品表面质量进行监控。方法首先,引入自适应中值滤波方法对原始图像中的噪声进行滤除,以提高金属表面缺陷的检测正确度。然后,利用图像梯度的倒数对传统的P-M非线性扩散模型中的扩散因子进行改进,使得金属表面图像中梯度值较大的区域得以平滑,同时保持其他区域的平滑度不变。将金属表面的原始图像与经过非线性扩散后的图像进行图像差分运算,以消除光照度对金属表面图像的影响,获取均匀背景的金属表面图像,使得缺陷区与非缺陷区的对比度得以增强。最后,通过差分图像中图像块的标准差构造自适应二值化模型,对差分图像进行二值化,以提取金属表面的缺陷区域,实现对金属表面缺陷的准确检测。结果通过对具有划痕、裂纹、缺口以及锈斑缺陷的图像进行检测表明,该方法能够对金属表面缺陷进行准确的检测。结论所设计的方法能对金属表面缺陷进行检测,并且检测精度也优于当前其他金属表面缺陷检测方法。     

带钢表面缺陷计算机视觉在线检测系统的设计

介绍一种带钢表面缺陷计算机视觉在线检测系统。系统采用DSP(数字信号处理器)和FPGA(现场可编程逻辑门阵列)相结合的技术，实现对钢板内气泡、夹杂物、结疤、划伤和压痕等缺陷的自动识别和检测。模块化的设计方法使系统在硬件和软件上有足够的可扩展能力。     

Acousto-ultrasonic evaluation of adhesively bonded CFRP-aluminum joints

Correlation between the amount of artificial defects in bonded region and the acousto-ultrasonic parameters (AUPs) including the signal amplitude in adhesively bonded joints of carbon-fiber reinforced plastic (CFRP) laminates and Al6061 plates was investigated. The effect of the frequency content and the bandwidth of input signals were studied using 200 kHz, 650 kHz, 1 MHz, 2 MHz pulses and 1 MHz tone-burst signals. With increasing fraction of defects, the signal amplitude and AUP1 were decreased but AUP2 was increased. This result was attributed to the energy transfer characteristics of bonded joints with delamination-type defects and the change of spectral content as a result of the defects. Considering the highly attenuative nature of composite laminates, a pulse signal with major frequency content at or around the third harmonic of thickness mode resonance, 600700 kHz for the dimension of specimens used in this study, was found optimal for acousto-ultrasonic testing of CFRP-aluminum joints.