磁场激励下焊接缺陷磁光成像特征分析

为了研究磁场激励下焊接缺陷磁光成像特征,以激光焊低碳钢板为试验对象,采用恒定磁场和50Hz交变磁场对焊接缺陷进行励磁,并由磁光成像传感器实时获取焊接缺陷区域磁场分布,进行了理论分析和实验验证。取得了恒定磁场和交变磁场励磁下厚度分别为1mm,2mm和3mm低碳钢（Q235）焊接缺陷的磁光图像,并与COMSOL模拟结果进行对比;通过加权平均图像融合技术将交变磁场中获得的焊接缺陷磁光图像进行融合。结果表明,与恒定磁场励磁相比,采用交变励磁获得的焊接缺陷信息更加准确、快速和完整,并且有效避免了焊接缺陷信息的遗漏。此研究为提高焊接缺陷检测效率提供了依据。     

激光焊接裂纹磁光成像频域特征分析

为了研究旋转磁场激励下激光焊接裂纹磁光成像在频域内的特征, 采用对激光焊接裂纹磁光图像进行2维离散傅里叶变换的方法, 进行了理论分析和实验验证, 取得了旋转磁场不同励磁强度下激光焊接裂纹的频谱图数据。结合裂纹磁光图的空域特征, 对所获裂纹频谱图灰度值为255的点进行统计分析。结果表明, 激光焊接裂纹磁光图像的频域特征和空域特征有一定的对应关系; 在一个变化周期内(885帧磁光图), 对应频谱图上会出现先变小再变大、再变小再变大或相反的变化过程, 最终回到初始状态。这一结果验证了旋转磁场下裂纹磁光成像规律的正确性, 对激光焊接缺陷的无损检测是有帮助的。     

旋转磁场激励下激光焊接裂纹磁光成像规律研究

为了研究旋转磁场激励下焊接裂纹磁光成像规律,采用工频旋转磁场对焊接裂纹激励并由磁光传感器获取裂纹磁光图像的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了工频旋转磁场不同励磁强度下的动态磁光图像。结合磁光成像原理和旋转磁场理论,对所获数据的灰度值进行了对比分析。结果表明,旋转磁场工频励磁下任意1帧磁光图随励磁时间的推移都会发生变化,并以初始3帧磁光图为一个循环周期依次向下一帧磁光图转换,经过885帧磁光图后回到初始状态。该规律的发现有利于减少有效励磁时间,提高焊接缺陷无损检测效果。     

精细表面下细小缺陷的磁光涡流成像实时探测

磁光涡流成像检测装置可实现精细表面下细小缺陷探测。在该装置中，通过物体表面上方的交流激励线圈实现传统的涡流感应，涡流所感应的磁场由法拉第效应来检测。为了实现表面下缺陷的检测目标，激光穿过安放在激励线圈中的特殊的磁光晶体，激光偏振方向在晶体中的旋转大小取决于检测区域磁场的大小，缺陷将使检测区域磁场分量发生变化并使偏振光的旋转角发生相应变化，通过一光学装置转化成“明”或“暗”图像，该光学装置由传统的显微镜、照明系统、偏振器和CCD图像传感器组成。给出了初步的实验探测结果。     

基于改进粒子滤波的焊缝磁光成像增强

为了提高焊缝磁光成像效果,采用改进粒子滤波算法。首先建立法拉第磁光效应,磁光传感器把垂直分量的磁场磁感应强度以磁光图像的形式检测出来,分析焊缝成像的亮度变化。接着用无迹卡尔曼滤波算法更新粒子,权值小的粒子被抛弃,再通过调节复制率补充总数,避免粒子枯竭发生,设定比较阈值进行粒子重要性采样。最后采用非完全Beta函数只对磁光图像灰度级的最大值、中间值、最小值构造的焊缝区域进行增强,有效提高增强效果。实验显示越接近焊缝中心磁感应强度越小,越接近焊缝边缘磁感应强度也越小,在焊缝中心到焊缝边缘出现磁感应强度峰值,其出现位置在距离焊缝中心0.8 mm处;磁光成像效果随着磁场强度增加而变得清晰,其磁光成像灰度值范围增加;磁铁电压越大,距离焊缝位置越近的过渡区域灰度值变化越明显;所提方法在磁场N极、磁场S极交变处增强的焊缝图像过渡带轮廓清晰。     

金属管道未焊透缺陷红外在线检测可行性分析

针对红外热成像技术对在用高温金属管道的未焊透缺陷进行检测的问题,使用有限元分析的方法,对含未焊透缺陷的金属管道焊接接头外表面温度分布进行了数值计算,在对稳态传热计算结果进行分析之后,提出采用外表面冷却激励的方式,将含缺陷管道外表面温差放大,结合金属管道焊接接头外表面施加冷却激励过程的瞬态传热分析,对红外热成像检测的现场检验可行性进行了研究和探讨,该研究成果可以为在线运行的高温金属压力管道焊接缺陷红外热成像检测应用提供参考。     

法拉第磁光效应在可视化涡流检测中的应用

为了实现对亚表面下细小缺陷的检测,采用了法拉第磁光效应和电涡流效应相结合的方法.用间歇式脉冲信号去激励线圈,使靠近该线圈的受检金属试件中产生涡流效应,磁光薄膜在该涡流磁场的作用下产生磁光效应,使经过的线偏振光的偏振方向发生偏转,包含了缺陷信息的光线经偏振分光镜反射后可以被CCD接收,从而就可以检测到亚表面下细小缺陷.试验结果表明,磁光涡流显微成像方法是一种现实、可行的无损检测方法.     

磁性材料

0307006复合外场中磁光薄膜(BiTm)_3(FeGa)_5O_(12)缺陷周围磁畴壁的形貌特征[刊]/曾文光//发光学报.—2002,23(6).—611～614(E)用自组装系统记录了外场分别为匀速率增加的直流磁场、低频交变磁场和它们同时存在时,磁光薄膜(BiTm)_3(FeGa)_5O_(12)一种缺陷周围磁畴壁的形貌特征。分析表明:三种不同取向磁畴壁的交界处往往是磁光薄膜的缺陷所在处;在低频交变场下,该缺陷区域出现无畴条块或区域,在直流场中无此现象。在低频交变场以及复合外场下该缺陷周围磁畴壁形成椭圆形图案。参4     

磁-光显微成像亚表面检测系统的研究

磁-光显微成像检测由于受到光强的变化、磁-光薄膜磁畴的变化等外界因素影响,检测系统获取的磁-光图像的分辨率不高.文章从涡流激励装置的设计、磁-光薄膜的选择及制备和图像处理的设计出发,分析了影响磁-光图像分辨率的因素,提出了相应的改善办法,并进行了大量的试验验证,实验结果验证了该设计方法的可靠性.     

脉冲涡流热成像裂纹检测机理仿真分析

脉冲涡流热成像技术由于在导电材料缺陷检测中的优势而成为无损检测的热点。本文运用电磁感应原理及热传导理论,建立感应加热数学模型,利用有限元法分析电磁激励热成像检测缺陷的机理。利用COMSOL有限元软件建模分析了导磁材料和非导磁材料中两种基本裂纹slot和notch附近涡流场和温度场的分布情况,通过分析裂纹附近涡流密度大小和温度场的变化曲线,指出检测导磁和非导磁材料裂纹的最佳观测时间以及温度响应,为下一步的裂纹定量检测提供理论指导。     

基于激光热成像方法的奥氏体钢表面缺陷表征

有源热成像是当今广泛使用的无损检测方法,可利用材料热特性完成缺陷表征。本文使用激光作为热成像的激励源,使用激光局部加热试件,产生的球形热流允许以任意方向检测缺陷。在加热过程中,能量扩散完全覆盖缺陷区域,在散热过程中,缺陷的存在会使得激光器的热足迹呈现不对称性,红外热像仪实时监测表面温度场分布,实现表面缺陷的可视化检测。通过实验验证以及对实验结果的图像分析来完成缺陷表征,结果表明:在散热过程中,红外热像仪可实现对缺陷的可视化检测,通过图像锐化处理检测缺陷边界,得到缺陷的形状分布,完成缺陷的定位表征。     

铝合金疲劳裂纹振动红外热成像检测研究

航空铝合金经过多次使用存在紧密闭合型裂纹严重威胁飞行安全,以带有疲劳裂纹的7075铝合金为检测对象,利用超声振动做为振动红外热成像技术的激励源,通过多次调节功率、焊枪与平板之间预紧力和激励位置实现对铝合金板缺陷的识别,实验结果表明,振动热成像技术能检测出紧密闭合裂纹,同时发现检测效果受控于激励功率的影响,功率大振幅显著检测效果好,且功率较大的情况下预紧力对检测效果影响较大,功率较低时预紧力对检测效果小,最后发现在功率一定的情况下合理的调节预紧力和激励位置能使缺陷成像结果更加清晰。     

基于涡流脉冲热成像的角焊缝表面裂纹检测北大核心CSCD

角焊缝裂纹是焊接结构中常见的缺陷之一,由于其所处位置特殊而常出现漏检、错检等情况。本文采用涡流脉冲热成像技术对T形角焊缝裂纹进行了研究,并提出了一种包含表面裂纹热图像前、后处理及定量检测的检验方法。首先,采用L形铁氧体磁芯对角焊缝缺陷试件进行检测,然后基于独立成分分析算法(ICA)对整个图像序列进行前处理,并提出了一种改进区域生长算法用于提取缺陷特征,最后利用所提出的检测方法对缺陷进行了定量检测和误差分析。实验结果表明,所提出的检测方法可以实现对焊缝表面裂纹的检测,抑制不均匀加热和边缘效应,改善图像分割中的欠分割和过分割现象,且检测出的缺陷长度和宽度相对误差仅为0.4%和14%。     

复杂型面叶片裂纹的超声红外热成像检测

复杂型面叶片由于其结构复杂,缺陷检测困难,针对这类叶片的无损检测研究一直是国内外关注的热点。文中基于超声激励下含缺陷介质的摩擦生热模型,分析缺陷处的热流传导,推导了含裂纹叶片简化模型的表面温度场。针对复杂型面叶片裂纹处的生热模型,应用有限元方法进行了数值仿真。仿真结果表明,激励时间越长,裂纹缺陷区域温升越大;温升速率随时间增加呈先上升后下降的趋势。利用超声红外热成像检测平台,对含裂纹的汽轮机叶片进行检测。实验结果表明,当预紧力处于100~150 N时,裂纹区域生热最明显,叶片裂纹检测效果最好。基于数值仿真和实验表明,超声红外热成像技术可以有效地检测出复杂型面叶片中的裂纹缺陷,具有一定的工程指导意义和广泛应用前景。     

基于脉冲激光点光源热成像方法检测钢材表面裂纹

在损伤之前检测和表征钢材上的表面裂纹是一项非常重要的任务,对于涉及相关的结构安全有重大意义。本文采用了一种非接触式的脉冲激光点光源热成像技术,用于检测钢结构试件的表面破裂裂纹。使用脉冲点激光源将热量加载到材料表面,热流在传导过程中会受到裂纹缺陷的影响,裂纹的边界处阻挡的热流导致表面产生了明显的温度差,红外热像仪实时监测表面温度场的变化来实现裂纹缺陷的可视化。通过有限元仿真分析与实验验证的方法进行研究,结果表明:激励开始后,裂纹缺陷边界开始出现温度差,激励结束后,温度差达到峰值,实现裂纹缺陷的可视化;缺陷边界的温度差峰值以及出现时间与激励中心的距离相关。同时为下一步的定量检测奠定基础。     

掺杂缺陷层的异质双周期光子晶体的磁光效应

通过在掺杂缺陷层的异质双周期光子晶体的表面添加一层具有Voigt效应的磁光半导体层,使该光子晶体结构的缺陷模透过率对外磁场产生响应。首先研究磁光半导体层的介电常数（折射率）随外磁场的变化规律,进而利用传输矩阵法研究该结构缺陷模的透射率随外磁场的变化规律。研究结果表明:在选取合适的材料参数和结构参数条件下,可实现缺陷模透射率与磁场的相关性,获得受磁场调控的缺陷模透射率,从而该结构可以应用于窄带滤波器的磁控开关。     

基于X射线探伤的焊接图像缺陷自动检测方法

传统的图像缺陷自动检测方法存在对缺陷识别遗漏的问题,为此引进X射线探伤技术,设计一种针对焊接图像的缺陷自动检测方法,通过动态叠加焊接图像多帧信息的方式,降低焊接图像内噪声,提高图像整体分辨率.同时,绘制焊接图像典型缺陷示意图,以此为参照,使用X射线滤波算法,自动提取帧内缺陷信息,并根据图像中不同缺陷信息的表达方式,对焊...