基于深度重采样叠加的不锈钢焊缝TOFD检测信号降噪技术

奥氏体不锈钢焊缝粗大的柱状晶组织会导致常规TOFD(超声波衍射时差法)检测信号的信噪比较低,检测信号中的缺陷衍射波较难判定.为提高检测信号信噪比,基于缺陷衍射波信号与焊缝组织结构噪声的差异,提出了深度重采样叠加算法并进行检测试验.研究结果表明,与缺陷衍射波信号基本一致的相位分布相比,结构噪声的相位分布具有随机性;深度重...     

反求工程在超声衍射时差法三维建模中的应用

简述超声衍射时差（TOFD）法的基本原理，提出反求工程在TOFD法无损检测中进行三维计算机辅助设计（CAD）建模的方法，并给出缺陷计算公式及CAD建模效果模拟图。     

焊缝超声TOFD检测信号及图像降噪技术研究

超声TOFD检测信号中混入的无关噪声常导致从检测图像中难以分辨缺陷特征。本研究通过小波包分解技术分析缺陷衍射波特征信号的时、频域分布特征,采用小波包统一阈值对超声TOFD检测信号进行降噪处理,对比软、硬阈值函数对检测信号的降噪结果。研究结果表明:采用软、硬阈值对长度10 mm、深度5 mm的裂纹缺陷信号降噪,其信噪比由原始的22.88 dB分别提高至186.66、176.65 dB,对长度28 mm、深度8 mm的夹杂缺陷信号降噪,其信噪比由原始的16.62 dB分别提高至33.74、28.16 dB;基于小波包软、硬阈值去噪后信号进行图像重构可有效抑制干扰条纹并提高缺陷特征图像的分辨力,而采用软阈值法几乎完全去除了原始超声TOFD检测图像中的噪声条纹。     

用超声衍射时差法对焊缝缺陷定性表征

采用超声衍射时差法（TOFD）检测焊缝中大量的缺陷，分析各类典型缺陷的响应特征，总结用TOFD技术对缺陷定性的方法，并与普通超声波检测结果进行对比。较之普通超声波检测，TOFD法直观，信息量大，对人员的依赖性低且定性准确。     

铝合金焊缝超声TOFD检测的信号特征

针对厚板铝合金焊接接头的检测，研究了超声衍射时间差法（TOFD）检测时的信号特征及衍射规律，并探讨了最佳检测工艺参数和缺陷测量精度。研究结果表明，缺陷尺寸的测量结果与真实值基本吻合。其研究为实际焊接接头的检测奠定了基础。     

基于频谱分析原理减小TOFD检测近表面盲区的方法

提出了一种利用频谱分析法从超声衍射时差法（TOFD）检测中直通波与缺陷上尖端衍射波混叠波形中提取缺陷位置信息,进而确定缺陷埋深的方法。对厚度为35mm的碳钢试块中埋深5mm的底面开口槽进行了实验测试,效果较好。分析表明,在本文采用的检测参数下,利用该方法理论上可将近表面盲区深度从8.3mm减小至3mm。并进一步讨论了该方法在减小TOFD近表面盲区问题中的适用范围、优点与局限性。     

线聚焦超声波法焊接缺陷识别

针对常规超声TOFD(time of flight diffraction,衍射时差)法存在超声衍射声场能量低、检测回波信号弱的问题,提出一种线聚焦超声TOFD焊接缺陷识别方法. 基于几何声学理论,根据所需主轴声线折射角度及聚焦深度,设计线聚焦超声TOFD法所用的声楔块. 通过铝合金板人工缺陷试件的检测,研究线聚焦法的检测灵敏度;通过铝合金板搅拌摩擦焊试件的检测,验证线聚焦法的有效性. 结果表明,和常规方法相比较,相同测试条件下线聚焦超声TOFD法的检测灵敏度更高,采集的图像具有更好的对比度,同时能较好地保持图像边缘. 所提新方法在改善缺陷分辨力、提高缺陷检出率及降低漏检等方面具有很好的使用价值.     

表面开口缺陷高度的测量方法对比

表面开口类缺陷的检测和高度的测量对核电设备寿命的评估意义重大。分别利用常规超声端点衍射法与TOFD(衍射时差法)方法对表面开口缺陷的高度进行了测量并对结果进行了比较,得出结论:检测高度小于4 mm的开口缺陷时,常规超声端点衍射法分辨力下降严重;TOFD方法利用A扫信号可以区分1mm高度的开口缺陷;随着表面开口缺陷高度的增加,两种方法测量结果基本一致。     

超声TOFD法检测信号相位识别技术

超声TOFD（time of flight diffraction,衍射时差）法检测信号中的相位信息是缺陷定性识别及定量测量的重要参量,但受检测系统影响,原始信号的相位特征不明显.针对传统维纳逆滤波解卷积技术在提高超声检测信号时间分辨力上的不足,采用一种基于谱外推的改进维纳逆滤波方法对超声TOFD法检测信号进行处理.分别采用传统及改进的维纳逆滤波技术对计算机仿真及缺陷实测信号进行处理,并将结果进行分析比较.结果表明,基于谱外推的改进方法能有效提高信号的时间分辨力,提取与缺陷形态相关的相位信息,从而为缺陷的定性识别及定量测量提供依据.     

衍射时差法（TOFD）超声检测中缺陷性质的初步判别

结合NB/T47013.10-2010标准,针对衍射时差法（TOFD）超声检测焊接接头中缺陷图谱,分析了各类典型焊接缺陷图谱的特点,并对各类缺陷性质的初步判定提出自己的观点。     

LFM激励信号在超声TOFD检测中的应用

对于大厚度焊接试件的超声衍射时差法检测(time of flight diffraction, TOFD),常规超声激励难以同时满足信噪比、检测距离以及检测分辨率的要求.文中将线性调频脉冲压缩技术应用在超声TOFD检测中,线性调频(linear frequency modulated, LFM)激励可综合改善检测信噪比(signal to noise ratio, SNR)与分辨率.首先对试验用10 MHz超声换能器进行了LFM信号参数测试,选择了合适的时宽和带宽.对埋藏3 mm高的横槽缺陷的钢板分别进行了超声LFM激励的TOFD检测及常规超声TOFD检测,对比发现超声LFM激励的TOFD检测精度高达0.01μs,可准确区分缺陷上下端衍射波.在较低的激励电压和系统增益下,实现了较高的检测信噪比及分辨率.     

基于超声杂波抑制的缺陷检测

超声TOFD(time of flight diffraction,衍射时差)法检测的D扫描图像中,作为背景杂波的侧向波与近表面缺陷波会发生混叠,致使近表面缺陷不易于检测. 针对这一问题,提出一种基于杂波抑制的缺陷检测方法. 该方法通过图像能量分布统计,确定背景杂波分量并予以去除,从而分离出与其混叠的缺陷信号,实现近表面缺陷的检测. 建立了的超声TOFD法检测信号的数学模型,阐明了基于图像能量分布的杂波抑制原理. 制作了人工缺陷试块及实际焊缝试块,并对其检测获取的图像进行了杂波抑制处理. 结果表明,提出的方法可有效去除图像中的非缺陷目标、提取近表面缺陷波,从而提高系统的有效检测范围.     

Automatic defect detection in ultra sonic TOFD D-scan data using image processing method

In ultrasonic time of flight diffraction (TOFD) D-scan image, only a small fraction represents defects, whereas the majority is redundant. Because of the low contrast between defect and background image, it is difficult to manually interpret TOFD image. In addition, due to the nature of the weak amplitude of ultrasonic diffracted signals, the human factor introduces inconsistency into the interpretation. In order to automatically distinguish weld defects from the D-scan image, a defect detection method based on image processing technique is proposed. First, image pre-processing including clutter and noise suppression is conducted. Second, information entropy based image segmentation technique is employed to extract defects in the pre-processed image. At last, mathematical morphology based post-processing is carried out. The experimental results show that with the proposed method, TOFD can be used for automatic weld defect detection with satisfactory level of reliability.     

一种基于超声TOFD法的近表面缺陷检测模式

针对常规超声TOFD法存在近表面检测盲区的问题,提出一种纵波三次反射的TOFDW检测模式.分析了TOFDW模式的声传播特性,并阐明了该模式的检测原理.通过人工缺陷检测,研究了该模式检测信号和图像特征及检测灵敏度和精度.对实际焊缝进行了检测,并通过破坏性试验对无损检测结果进行了验证.结果表明,TOFDW模式能够识别常规模...     

Background removal and weld defect detection based on energy distribution of image

The lateral wave in ultrasonic TOFD （time of flight diffraction） image has a tail in transit time, which disturbs the detection and evaluation of shallow weld defect. Meanwhile, the lateral wave and back-wall echo that act as background add redundant data in digital image processing. In order to separate defect wave from lateral wave and prepare the way for following image processing, an algorithm of background removal method named as mean-subtraction is developed. Based on this, an improved method by statistic of the energy distribution in the image is proposed. The results show that by choosing proper threshold value according to the axial energy distribution of the image, the background can be removed automatically and the defect section becomes predominant. Meanwhile, diffractive wave of shallow weld defect can be separated from lateral wave effectively.     

TOFD技术在特殊结构焊缝检测中的应用

叙述了TOFD技术的工作原理。在蜗壳焊缝试板及焊缝检测中将超声波和射线检测技术进行了对比。焊缝的缺陷解剖试验表明,TOFD技术能检出常规超声和射线检测方法难以检出的平面状缺陷,对气孔、夹杂等体积状缺陷的检测结果与实际解剖结果有出入。鉴于TOFD技术缺陷检出率高,对面状缺陷灵敏、不受方向性限制、检测速度快、扫描图显示直观并且无辐射等优点,因此在石化装置等在役特种设备的安全评定中具有很好的推广价值。     

TOFD技术在球罐定期检验中的应用

在球罐定期检验中应用TOFD技术验证出的缺陷并通过对缺陷图谱的分析,再与常规方法检测结果比较,判断这些缺陷为疑似裂纹,经现场打磨结果为裂纹。经过三种检测结果与实际裂纹对比,认为检测球罐危险性缺陷,常规检测方法易漏检,采用TOFD检测效果更佳。