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.     

薄板点焊超声检测信号特征分析与缺陷识别

运用低碳钢薄板点焊超声检测有限元仿真模型,对气孔、压痕过深、熔核过小、脱焊等四种缺陷类型的点焊检测超声仿真信号进行快速傅里叶变换得到其频谱图,并采用统计学方法分别提取了超声信号时域和频域特征值.通过分析超声在不同缺陷焊点内部的传播规律,以及特征值的变化规律,总结了点焊缺陷类型的识别方法.利用该方法对大量点焊试样超声检测试验信号进行缺陷识别并与金相试验结果对比分析. 结果表明,综合分析超声检测信号时域和频域特征值规律,能够有效地识别点焊缺陷类型.     

蜂窝结构钎焊接头的声阻法检测成像

利用声阻法对蜂窝结构钎焊接头质量进行了检测。按照相关标准制作了含人工缺陷的试件,根据声阻检测原理得到检测信号并确定了手动检测工艺。利用手写板提取探头位置信号,通过VC++.NET编写的检测程序与相应的检测信号结合生成声阻C扫描图像,并与超声C扫描检测结果进行对比。试验表明,声阻法工艺简单,检测速度快,可分辨蜂窝结构中约10mm的未焊合缺陷。声阻C扫描图像可显示缺陷位置及大小,且其精度达到检测要求。     

基于小角度纵波检测技术的钎焊界面缺陷检测

基于超声小角度纵波检测技术，采用非接触聚焦直探头，调节合适的声束入射方向，提取钎焊界面的超声反射信号，利用超声信号特征幅值来识别缺陷并完成超声成像，判断钎焊界面是否存在缺陷。3种样品的钎焊界面状态分别为焊接良好、存在人工缺陷和存在工艺缺陷，且检测样品表面所在平面与钎焊界面所在平面的夹角均为7°。检测结果表明：针对检测样品的最佳入射角α为4°，该方法可有效检出当量直径2.0 mm人工缺陷和钎焊界面工艺缺陷，成像结果能够准确并直观地判断出钎焊界面缺陷。最后，通过检测样品解剖分析验证了小角度超声纵波检测技术对钎焊界面缺陷检测的准确性。     

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.     

304不锈钢扩散焊界面的超声非线性成像

运用信号处理技术对扩散焊界面的超声非线性行为进行了研究.首先通过控制焊前表面处理和焊接工艺制备了具有典型缺陷的扩散焊接头,并对其进行超声检测,获得了反映界面状态的超声信号数据.在固相连接接头超声非线性的理论分析、界面超声非线性图像、界面显微特征和接头抗剪强度的基础上,研究了不锈钢扩散焊接头不同界面状态的超声非线性效应.结果表明,非线性超声检测对弱结合缺陷比较敏感,可在一定程度上将超声C扫描成像和超声非线性成像结合起来实现扩散焊接头的无损检测.     

基于超声信号和图像融合的焊缝缺陷识别

超声无损检测已被广泛用来检测材料内部的缺陷,然而对缺陷性质的识别始终是检测的难点,为此研究了一种基于超声信号和图像融合的焊缝缺陷识别新方法.该方法充分利用检测数据,通过对缺陷回波信号特征与缺陷形态特征的数据融合,实现了焊缝缺陷的有效识别.利用自主研制的超声成像手动检测系统对含有气孔、夹渣、裂纹、未焊透和未熔合五类典型焊接缺陷的焊件进行了检测,分别提取缺陷的超声回波信号特征和缺陷图像的形态特征,构建神经网络实现超声信号和图像特征的数据融合.结果表明,该方法实现了多类缺陷的识别,提高了缺陷识别率,有助于焊缝质量评定.     

超声相控阵技术的仿真试验

超声相控阵技术是一种先进的超声无损检测技术。超声相控阵技术通过对超声阵列换能器中各阵元进行精确延时控制,获得灵活可控的合成波束,并可随意控制聚焦点的位置。利用仿真相控阵合成聚焦技术的方法,搭建了一个16阵元、超声信号发射、接收和处理试验系统。利用该系统对缺陷试块进行了检测试验,试验结果与实际试块缺陷情况吻合。通过对试块缺陷的检测试验,对比聚焦与不聚焦的检测效果,证明了相控阵合成聚焦技术可以极大地提高检测的信噪比和灵敏度,验证了相控阵聚焦可以提高检测能力。     

焊接接头的相控阵超声检测

相控阵超声检测技术通过控制探头中各芯片的激励和调节声束参数来进行检测,具有无需锯齿扫查,声束角度广,缺陷显示直观等特点。通过对含焊接缺陷试板的焊接接头进行相控阵超声检测,并与其他检测方法进行对比,综合分析了典型缺陷信号特性,为相控阵超声检测技术在焊接接头缺陷实际检测中的应用提供借鉴。     

微波检测焊接裂纹的一维距离成像技术

提出了将步进频脉冲信号应用于微波检测。基于散射中心模型，分析了该信号检测焊接裂纹的机理，给出了步进频脉冲波形设计准则。通过仿真，其模糊函数表明该波形具有高的距离分辨率，从而使获得焊接裂纹的一维距离成像成为可能。在分析和设计的基础上，提出了IFFT（逆傅里叶变换）成像算法，并对其成像原理进行了分析。结果表明，该算法可实现基于步进频脉冲的焊接裂纹的一维距离成像。在一般条件下，对该算法进行了仿真，仿真结果表明该算法可得到实际焊接裂纹的全程一维距离像。     

基于超声无损检测的扩散连接界面缺陷尺寸评估

针对扩散连接界面缺陷的无损检测问题,开展了人工缺陷试样的水浸超声检测试验研究,提出了扩散连接界面缺陷超声响应模型,开发了一种通过超声检测评估界面缺陷厚向尺寸的检测手段. 首先利用扩散连接的方法制备了带有人工缺陷扩散连接试样,采用30 MHz的入射波频率,对试样进行水浸超声无损检测. 基于超声无损检测原理提出了未焊合缺陷的超声响应模型,引入扩散连接界面劲度系数K作为桥梁建立起超声反射波反射率与界面缺陷尺寸之间的联系. 通过特定检测位置的超声反射波数据和实际微观缺陷尺寸数据拟合确定超声响应模型常数,进而实现基于超声无损检测的界面缺陷厚向尺寸评估. 结果表明,传统超声C扫描一般只是定性地反映缺陷存在与否,而厚向尺寸评估方法的提出在一定程度上为超声C扫描做了补充,有助于缺陷尺寸的定量检测,实现缺陷危害等级的评估.     

圆柱曲界面对横波接触法周向超声检测可靠性的影响

在圆柱曲界面上进行横波接触法周向超声检测与平界面不同,由于曲界面的存在,对超声检测的可靠性产生影响。应用声学理论建立了圆周界面超声检测的几何模型,从理论上分析研究圆周界面对超声波耦合、声场结构、探头特征参数、面积型缺陷回波特性、缺陷定位与定量等诸多方面的影响,并针对性地加工了超声试样进行试验研究,对理论模型进行验证,提出了改善曲界面影响的对策措施,并在工程实践中取得了较好效果。     

声-固耦合模型下自适应高维特征焊缝缺陷超声检测

针对焊缝缺陷种类识别精度有待提高的问题,提出了一种将随机森林与变分模态分解相结合的算法,以结合二者的自适应特征提取能力及对于高维特征的强适应特性。利用多物理场仿真软件建立含缺陷焊缝的声-固耦合模型,进行超声波无损检测仿真,得到含缺陷超声回波信号。利用变分模态分解求出其各IMF能量分布系数,并以其作为特征向量建立随机森林模型,进行焊缝缺陷识别。结果表明,利用该方法提取的缺陷回波信号特征能有效表征焊缝缺陷,以其建立随机森林模型可以对其进行准确识别。     

管材焊缝超声波检测中缺陷的定位

基于管材焊缝超声一次波检测中缺陷的定位公式,分析了由探头K值和工件尺寸变化产生的定位误差,指出几种减小定位误差的修正方法;并对数字型仪器缺陷定位的原理及在实际检测中注意的问题进行了讨论。     

复杂形状航空锻件超声检测技术研究

在复杂形状航空锻件的超声自动检测过程中,由于锻件表面凹凸不平和各扫描点工件厚度不等,造成扫描程序难以根据各扫描点所采集的A型波进行缺陷自动识别,针对此问题,提出了基于工件厚度变化的“厚度-灰度”超声成像法,并在此基础上采用了基于模板匹配的缺陷识别方法,实验结果表明,上述方法能较好地提高航空锻件超声自动检测的效率和缺陷识别能力。     

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...     

铝蜂窝夹芯结构的数字成像检测研究

蜂窝夹芯结构常见缺陷有蒙皮与蜂窝芯脱粘、蜂窝芯变形、蜂窝芯节点开裂和蜂窝积水等,目前单一的无损检测方法还不能有效地解决蜂窝夹芯结构中的各种缺陷检测问题。针对铝蜂窝夹芯结构,首先制作了6种典型人工缺陷,利用射线DR(Digital Radiography)和计算机射线照相(Computed Radiography,CR)技术对夹杂、蜂窝芯变形、蜂窝芯格断裂、富胶等缺陷进行了数字射线成像检测,得到了高质量的缺陷数字检测图像,并进行了对比分析。针对蜂窝积水检测问题,采用射线DR技术进行了数字成像检测研究,表明积水量大小会影响图像灰度。对含有人工脱粘缺陷的铝蜂窝夹芯结构件,采用脉冲反射法对其粘接质量进行了超声C扫描成像检测研究,通过底波幅值成像得到了脱粘缺陷的超声C扫描数字图像。结果表明:数字射线成像和超声C扫描成像结合为蜂窝夹芯结构提供了一种数字化的无损检测方法。     

棒材中超声散射场的模拟及信号的识别

棒材是一种应用很广泛的型材,因此棒材的无损检测十分重要。提出一种脉冲超声场模拟的方法,模拟了玻璃棒中的超声波散射声场。通过与动态光弹实验结果比较,解释了圆棒的超声检测中散射波（如瑞利波）的形成机理。在此基础上,用单换能器采集圆棒中的连续回波信号并对信号做相关处理,仅需测量一次棒材的回波信号就可以计算其力学性能结果。该方法对棒材探伤和力学性能评价等方面有很大用途。