基于环形光切测量方法的小管径图像测量系统的设计

在石油工业和武器系统检测领域，管道和深孔的尺寸以及缺陷检测是加工和使用过程中不可或缺的一个重要组成部分。现有的管道测量方法通常测量参数单一、测量装置结构复杂，适用直径范围一般大于50mm。环形光切测量方法是一种最新提出的检测深孔及管道内壁尺寸的光学测量方法。此文介绍一种它结合图像内窥测量的工作方式，并以此为依据作出了适用于直径25～37mm管径的测量系统的设计。该系统主要包括测量装置的结构设计，硬件设计和软件设计，可以非常理想的实现测量功能。     

超声波在水中衰减的频率效应及其对脉冲回波的影响

超声波在传播中会发生幅值衰减,该衰减不仅与超声波传播的距离有关,还与超声波的频率有关。为了研究高频超声波衰减的频率效应,本文通过脉冲回波法分析脉冲超声波在水中传播反射回波的幅值和频谱变化,研究了超声波在水中传播时幅值衰减与传播距离及其与超声频率之间的关系,通过测量脉冲超声波在水中传播不同距离时的反射回波,并对其进行傅里叶变换,分析了超声波传播衰减的距离效应和频率效应。研究发现:超声波在水中的传播衰减随距离呈指数规律,且不同频率超声波的衰减系数不相同,频率越高,衰减越大,衰减的频率效应可有效解释反射法高频脉冲超声检测中回波脉冲信号的中心频率远低于换能器标称中心频率的现象。     

基于形状因子的螺栓紧固力超声检测方法研究

针对螺栓轴向应力分布不均匀对现有螺栓紧固力超声检测模型的影响,以及模型中关键参数难以确定的问题,提出螺栓形状因子概念和确定方法。建立基于形状因子和材料因子的螺栓紧固力超声检测模型,分析了温度对检测系数和超声传播时间变化量的影响。通过有限元仿真与实验标定相结合方法,获得了45号钢的材料因子和M20、M16标准粗牙全螺纹螺栓的形状因子。使用标定参数对螺栓试样进行紧固力测量实验,测量结果和预置紧固力吻合良好,验证了该方法的有效性和可靠性。     

超声换能器电阻抗特性研究

为了研究超声换能器在发射和接收超声信号时电阻抗的特性,对超声检测系统中的超声信号发射和接收过程进行建模分析,研究了电缆特性对换能器电阻抗的影响,推导了换能器在发射和接收超声信号时电阻抗的计算公式和考虑电缆特性时的电阻抗计算公式,研究了换能器在发射和接收超声信号时电阻抗的关系。分析和实验表明,电缆特性对换能器电阻抗有很大影响;换能器在发射和接收超声信号时的电阻抗相等。     

圆结构光复杂深孔内轮廓测量系统改进

圆结构光复杂深孔内轮廓3D测量系统中,被测半径与系统成像半径之间关系存在非线性、一次测量所获取的图像中阴/阳线圆光条不属于同一被测深孔截面、膛线遮挡形成测量盲区.通过分析问题的成因,本文提出了改进设计方案.将系统扩束锥镜的半锥角由原来的45°改进为50.70°,并对系统结构参数相应进行调整,改进后消除了系统非线性误差,提高了系统测量精度;阴/阳线圆光条属于同一被测深孔截面,且消除了阴线圆端部一侧遮挡,能够提高3D重构精度与效率.