脉冲涡流检测系统工作点最优化设计

脉冲涡流检测技术(PEC)是近几年发展起来的一种新的无损检测方法.本文围绕应用于飞机多层金属结构中缺陷检测的脉冲涡流检测系统的工作点进行分析与研究,给出了传感器的参数设定;通过改变激励脉冲信号的重复频率和占空比,对得到检测信号的时域、频域特征量及其变化值进行数据分析和处理;最后设计了最优化的系统工作点,并通过进一步的实验加以验证.     

基于聚磁技术的新型脉冲涡流传感器设计

对裂纹缺陷长度和深度进行定量是脉冲涡流无损检测的一项重要内容.提出了一种基于聚磁技术的新型脉冲涡流传感器.采用大型电磁仿真软件ANSYS建立了传统脉冲涡流传感器和新型脉冲涡流传感器的仿真模型,然后对比分析了两者对裂纹缺陷长度定量的结果,仿真分析表明:新型传感器可以实现对裂纹长度的准确定量,同时还能够对裂纹深度进行定量....     

脉冲涡流检测系统工作点最优化设计罗飞路

脉冲涡流检测技术(PEC)是近几年发展起来的一种新的无损检测方法。本文围绕应用于飞机多层金属结构中缺陷检测的脉冲涡流检测系统的工作点进行分析与研究，给出了传感器的参数设定；通过改变激励脉冲信号的重复频率和占空比，对得到检测信号的时域、频域特征量及其变化值进行数据分析和处理；最后设计了最优化的系统工作点，并通过进一步的实验加以验证。     

脉冲涡流腐蚀成像阵列传感器应用研究􀀂

脉冲涡流是近几年新发展起来的一种无损检测技术,主要用来对裂纹和腐蚀等缺陷进行定量检测.针对传统的脉冲涡流传感器在腐蚀成像检测中出现的信号变化复杂、特征量难以提取的问题,提出了一种新的斜角式阵列传感器,试验结果表明该传感器具有良好的响应特性,测试精度得到了很大的提高,非常适合应用于对大面积腐蚀的成像检测.     

矩形脉冲涡流传感器的缺陷定量检测仿真研究

传统的脉冲涡流传感器由于其结构特点,在实际检测中存在自身激励干扰,使得其对缺陷的检测灵敏度不高。为了提高传感器对缺陷的检测能力,采用矩形传感器对铝板上缺陷进行检测。在分析矩形脉冲涡流传感器检测原理的基础上,采用ANSYS仿真软件建立了矩形脉冲涡流传感器检测模型,对矩形激励下方铝板表面涡流分布进行了仿真计算,研究了缺陷对空间三维磁场的扰动规律。仿真结果表明:矩形传感器能够在铝板表面激励出均匀的感应涡流;当有缺陷存在时,提取三维响应信号的幅值为特征量,分析传感器在扫描路径上不同位置检测幅值的变化特征发现,通过3个信号幅值变化的位置和幅值变化的程度可以实现对缺陷长度,宽度和深度进行定量检测。     

多层金属结构腐蚀缺陷脉冲涡流检测技术研究

脉冲涡流检测技术是目前唯一能对飞机多层金属结构中出现的腐蚀缺陷进行定量检测的技术。在对脉冲涡流检测技术进行研究的基础上,设计并实现了一套完整的脉冲涡流检测系统。提取检测信号的峰值、峰值时间、过零时间等时域特征量,实现对腐蚀缺陷的定量检测和缺陷位置的分类识别,并通过进一步的实验加以验证。     

飞机铆接结构缺陷的远场涡流检测技术研究

飞机机身铆接结构中缺陷的检测评估是目前航空和无损检测领域中的研究难点.远场涡流检测技术因其不受集肤效应的限制从而可以实现对大厚度构件的检测.设计了一种激励线圈带多层屏蔽结构的传感器模型,在非磁性金属平板构件上实现了远场涡流现象.采用旋转式扫描的检测方法对铆接结构中缺陷进行检测,结果表明,检测线圈在经过缺陷正上方时其相位出现极小值,并且该极小值与缺陷深度之间存在线性关系,从而验证了将远场涡流检测技术应用于铆接结构中缺陷检测的可行性.     

基于连通磁路的脉冲远场涡流传感器设计及缺陷定量评估与分类识别

为了克服传统脉冲远场涡流传感器由于结构的限制带来的激励磁场在空间出现发散、对大壁厚管道检测能力较弱以及难以对缺陷进行准确定位的问题,在分析了脉冲远场涡流检测原理的基础上,采用仿真与实验相结合的方法,仿真分析了基于连通磁路的脉冲远场涡流传感器的聚磁效果,研究了该传感器对管道轴向内外壁裂纹缺陷的定量评估能力,比较了检测线圈处于不同位置时的缺陷分类识别效果。仿真结果表明,该传感器通过引导磁场的定向传播实现了对磁场的聚集,同时,通过提取适当检测位置的信号负峰值可以实现对缺陷的分类识别。最后,采用实验的方法验证了基于连通磁路的脉冲远场涡流传感器对管道轴向裂纹缺陷深度的定量能力,实验结果表明该传感器可以很好的实现对缺陷的定量评估。     

基于相空间模糊熵算法的金属缺陷形状辨识

提出了一种多线圈涡流无损检测方法,通过相空间模糊熵算法分析涡流信号复杂度,进而实现对金属微小缺陷形状的辨识.为了从足够的测量信息中获取有效的缺陷特征,设计了多线圈传感器模型.通过仿真实验选取适合的传感器参数和激励模式.采用相空间模糊熵算法,研究不同大小、深度、形状的缺陷对涡流信号复杂度的影响.为了准确提取涡流信号的内在规律,获得对缺陷敏感的信号分析结果,对涡流信号进行相空间重构,并在重构的相空间中计算信号的模糊熵.分析结果表明:随着缺陷体积的增加,模糊熵增大,涡流信号的复杂度增加.根据不同形状缺陷的模糊熵均值分布图,可以实现对孔、洞、裂缝3种缺陷较精确的区分.     

脉冲涡流检测中三维磁场量的特征分析与缺陷定量评估

为获取更多更明显的特征量以提高脉冲涡流检测技术对缺陷的检测能力,采用一种新型的均匀脉冲涡流探头能将三维磁场量分离开来实现各自的独立测量,将传统的仅利用一维分量进行检测扩充到同时利用三维分量实现检测,大大地增加了可用的信息量,且该探头在平行涡流流向的方向和垂直于导体表面的方向上还具有自差分的特点,使它对缺陷的几何参数变化具有很高的检测灵敏度。实验和数值结果均表明在有缺陷存在时,三维响应信号能直观地反映缺陷深度的大小变化,取信号的幅值作为检测特征量,分析不同时刻信号幅值按空间位置的分布特征发现,通过三个信号幅值变化的特征位置和幅值变化的程度可以实现缺陷深度和边缘轮廓的定量评估,这为进一步实现飞机机身上多层结构中缺陷(如腐蚀、坑、铆钉孔附近的裂纹等)的成像检测提供了有实用价值的参考。     

Defect classification based on rectangular pulsed eddy current sensor in different directions

Pulsed eddy current (PEC) testing is a new emerging and effective electromagnetic non-destructive testing (NDT) technique. The main purpose of this study is to identify surface defects and sub-surface defects using features-based rectangular pulsed eddy current sensor. The further study of PEC rectangular sensor proposed in author's previous work has been made to classify the different types of defects in specimen. In different directions of sensor scanning, peak waves of pick-up coil are studied. We find that when sensor is on different position against the defect, peak waves of response signals present the same shape in direction of magnetic induction flux, while present different shapes in direction of exciting current. Experiment results have shown that the different classes of defects can be identified and classified effectively by selecting the rising time as the time domain feature in both directions. For improving the performance of defect classification, two new features from differential response signal are proposed to classify different types of defects combined with rising time. One is called as crossing time; the other is differential time to peak. The blind test is carried out and the results show that the new features are effective to classify the defects.     

平板导电结构缺陷脉冲涡流和超声复合检测方法

面向平板导电结构不同深度缺陷检测需求,针对脉冲涡流和超声单一检测方法能力受限,即脉冲涡流对深层缺陷检测能力降低与超声对表面和近表面缺陷检测效果不佳的问题,提出利用两传感器信息互补的Dempster-Shafter(D-S)证据理论复合检测方法.针对脉冲涡流和超声两种检测方式适用检测区域不同而引起的证据冲突问题,研究加权分配方法加以解决.对于单传感器检测过程中可能存在误报情况的问题,研究将实际误报率考虑在内的贝叶斯推理方法以求得单一传感器检测结果的基本概率分配函数并作为D-S证据.将带有不同深度缺陷的平板导电结构作为实验对象,通过单一传感器检测、贝叶斯估计、D-S证据理论方法进行不同深度位置的缺陷检测,结果表明,使用引入加权分配的D-S证据推理方法时,缺陷检测准确性和检测范围均有所提高.     

基于脉冲漏磁原理的涂覆层下腐蚀缺陷检测

脉冲漏磁检测技术在铁磁性板材、管道的裂纹、腐蚀等缺陷的检测方面有很大的优势.但是由于腐蚀类缺陷产生的漏磁信号非常微弱,导致常规的对称励磁结构型脉冲漏磁传感器对不同程度的腐蚀缺陷的检测灵敏度不高.为解决这一问题,提出一种新型非对称励磁结构型传感器.并利用有限元分析以及实验的方法验证了新型非对称励磁结构型传感器对无涂覆层以...     

多孔硅相对湿度传感器的设计

基于对三明治型与平铺型两种多孔硅湿度传感器结构的灵敏度分析与比较,结合两种结构的优点,设计出新的传感器的结构。通过对该结构湿度传感器的性能测试,得出该传感器的灵敏度为1.1 pF/RH%,响应时间为73 s,温度湿度系数为0.5%RH/℃,该湿度传感器适用于在中低湿环境中测量,在每隔20 d的时间对传感器跟踪测试,证明该传感具有较好的稳定性。此外为了传感器可以自解吸附,该传感器采用多晶硅为传感器加热除湿,在金属电极上溅射一层钝化层以防止电极被水汽腐蚀。     

基于卷积神经网络的飞机液压系统故障诊断

现代飞机系统的复杂度和集成度均大幅提升,使得其故障诊断存在难度高和准确率低等特点。采用一维卷积神经网络方法对军用飞机液压系统的故障诊断问题进行了研究,构建了满足多传感器数据分析要求的卷积神经网络模型。考虑到神经网络的输入来自不同的传感器数据序列,各数据序列之间的空间关系不明显,因此,即使网络输入是二维形式,而实际的卷积操作均在一维上进行。通过解决某飞机液压系统的故障诊断问题,证明将标准化后的多传感器数据序列及对应故障模式作为训练样本对卷积神经网络模型进行训练时,采用满足训练要求的网络对飞机液压系统进行故障诊断时具有较高的准确率。     

Highly sensitive micromachined capacitive pressure sensor with reduced hysteresis and low parasitic capacitance

This paper describes the design and fabrication of a capacitive pressure sensor that has a large capacitance signal and a high sensitivity of 76 pF/bar in touch mode operation. Due to the large signal, problems with parasitic capacitances are avoided and hence it is possible to integrate the sensor with a discrete components electronics circuit for signal conditioning. Using an AC bridge electronics circuit a resolution of 8 mV/mbar is achieved. The large signal is obtained due to a novel membrane structure utilizing closely packed hexagonal elements. The sensor is fabricated in a process based on fusion bonding to create vacuum cavities. The exposed part of the sensor is perfectly flat such that it can be coated with corrosion resistant thin films. Hysteresis is an inherent problem in touch mode capacitive pressure sensors and a technique to significantly reduce it is presented.     

基于电磁法的钢筋混凝土腐蚀度检测研究

钢筋锈蚀已成为钢筋混凝土结构失效的重要诱因,电磁传感器电路中元件参数的选择直接影响钢筋锈蚀信息的检测结果.基于电感耦合的钢筋锈蚀检测传感器原理,运用Saber软件仿真研究了传感器电路中电容值、电感线圈值对传感器性能参数(谐振频率、Dip的宽度和深度、谐振频率差)的影响,为传感器电路的最佳元件参数的选择提供了依据,使得传感器能高效地检测出混凝土中钢筋锈蚀信息:传感器电路用工业板搭建,通过对电路板布线的优化及元件的合理布局,提高了钢筋锈蚀信息检测精度,同时简化了传感器的面积,为后续的传感器的封装与安装提供了便利.     

摄影位移测量技术在飞机静力试验中的应用

为满足飞机静力试验中三维位移快速测量的要求,开发了大尺寸位移摄影测量分析系统;制定了完整的摄影位移测量工作流程,并在飞机结构静力试验中与拉线式电流型位移传感器进行了误差对比分析。通过理论误差分析与实验对比,大尺寸摄影位移测量分析系统不仅可以获取三维变形位移数据,而且具有更高的测量精度,多次实际使用结果表明,该系统测量性能指标满足飞机静力试验要求。