焊缝典型缺陷的超声相控阵检测与评析

当今社会,焊接技术广泛应用于工业设备的制作,焊接质量的好坏对设备的使用安全造成巨大的影响;超声检测是如今无损检测的重要手段之一,它能有效对接头的焊接情况进行检测,从而判断内部是否存在缺陷,检测结果是焊缝质量评价的重要依据;文章对多块坡口形状为“U”型、“X”型、“V”型的焊接试样中的裂纹、夹杂、未熔合等典型缺陷进行CIVA仿真模拟以及超声相控阵检测;首先通过仿真确定了检测工艺,扫查方式、扫查角度以获得更好的信噪比和缺陷可检测性;其次对比16块对焊接试板中多种不同典型缺陷的多次试验检测结果,分析各类典型缺陷的漏判及误判情况;最后对常规超声、相控阵超声、射线检测缺陷的测长结果进行了统计比较,分析影响相控阵超声测长结果的几个因素,从而为超声相控阵在实际焊缝检测中提供更大的可行性及可靠性。     

基于超声相控阵的环焊缝缺陷检测方法研究

针对传统超声探头焦距固定,检测位置的改变就要更换相应焦距的探头而影响检测效率的问题,提出一种基于超声相控阵换能器的环焊缝缺陷检测方法;而超声相控阵具有电子偏转和电子聚焦特性,能在不移动的情况下发射偏转聚焦超声束,有效地解决了上述问题;首先基于超声相控线阵换能器的声场特点,采用数值分析方法,研究了影响声束偏转聚焦性能的几个主要参数;然后给出了与超声相控阵换能器相连接的多通道数据采集系统结构;介绍了单通道声信号的硬件结构及相应的信号处理方法,实现了对换能器中单个阵元的精确延时的控制;实验结果表明,优化设计的超声相控线阵换能器具有较高的检测精度和检测效率。     

超声相控阵缺陷检测聚焦技术仿真分析

采用有限元方法对超声相控阵缺陷检测技术进行分析.首先介绍了超声波波束聚焦、偏转的基本原理,然后使用COMSOL有限元分析软件以及Matlab仿真程序对超声相控阵缺陷检测技术进行建模,在该模型的基础上分析了超声相控阵延时聚焦技术的实现过程与方法.在仿真过程中,通过改变阵元参数,研究其对于超声相控阵缺陷检测信号的影响,并结合物理实验进行了验证.分析结果表明,超声相控阵的延时聚焦技术减小了发射波的波幅宽度,提高了缺陷点回波信号的幅值;基于延时聚焦技术的发射信号,其波束指向性图的主波瓣波束较窄,幅值较高,旁瓣幅值降低,提高了图像分辨率以及成像质量.     

超声相控阵用于无损检测的一种新方法

基于超声相控阵技术的无损检测在工业上已经得到广泛应用,相控阵技术的最大优点就是能快速控制和聚焦阵列换能器发射的辐射声束,根据换能器参数设置的不同,辐射声束也会随之改变。所研究的超声相控阵检测系统,对实时信号进行高速采集,将全部22个晶片发射和接收的信号进行存储,并通过检测系统数据处理软件将所存储数据处理,改善了信噪比,提高了横向和纵向分辨率,完成了被检测处的B扫描成像。实验证明：检测系统在工业无损检测方面有较好的应用前景。     

波形钢腹板软膜超声相控阵检测探头的设计

针对大跨度新型桥梁中波形钢腹板的结构特点,现有超声相控阵检测方法存在耦合不稳定、结果不准确、检测效率低等问题。通过对不同软膜材料的配比和实验研究,研制出一种新型软膜超声相控阵探头,使得探头可柔性的与波纹状检测面接触,增加了曲面耦合接触面积,从而提高了曲面检测的灵敏度。最后在预置了缺陷的波形钢腹板试块上进行实验测试。实验结果显示,相对于常规相控阵探头检测结果,该软膜探头检测当量差更小,对于相同大小的缺陷,在不同检测面上的检测 灵敏度和回波高度基本一致,且能够对缺陷准确定位。     

基于全聚焦相控阵超声的列车轮辋缺陷检测

列车轮辋在制造和服役过程中易产生裂纹、孔洞等内部缺陷问题,使用传统相控阵超声检测时效率不高,成像分辨率低,易出现漏检的情况。针对此问题,提出了基于全聚焦相控阵超声的列车轮毂缺陷检测方法。制作了轮辋缺陷检测工件,采用全聚焦相控阵超声检测工件内部气孔缺陷,然后与传统相控阵超声检测方法获取的缺陷信息进行比较。通过对比检测缺陷的归一化幅值、虚像、横向分辨率等特征可知,全聚焦相控阵超声检测具备较高的检出率和分辨力,检测精度更高。     

超声相控阵技术在液压支架无损检测中的应用

针对现有各种无损检测技术的发展现状及优缺点,基于超声相控阵技术原理,设计了超声相控阵无损检测方案,并据此搭建了液压支架检测装置,在综采工作面实施了液压支架无损探伤。结果表明,超声相控阵技术装置可实现井下液压支架的无损探伤,且验证了探伤结果的分辨率、准确率、灵敏度,达到了预期的研究目的。     

超声相控阵用于无损检测的一种新方法

本文提出了一种新的相控阵检测的方法,采用合成聚焦代替动态聚焦,无需制作实际的控制超声延时发射的电路,并根据此方法,研制开发了基于计算机的一套64通道线性超声阵列的采集和信号处理实验系统。实验结果表明,这种相控阵信号处理方法,能改善信噪比,提高横向和纵向分辨率,可实际应用于工业无损检测。此外,这种新型相控阵处理技术,能提取被检测物的声阻抗、声速、频散、散射体物性等信息,可以作为一种有效的研究手段。     

超声相控阵在模压可燃药筒粘接检测中的应用

针对模压可燃药筒硝化棉筒体和钢底座在粘接区域面出现气孔、夹渣、脱粘等影响粘接稳定性和牢靠性的失效形式,比较超声、涡流、红外、射线等检查方式的优缺点,结合仿真结果和实际工况,最终选用超声相控阵纵波直入法对筒体和钢底座在粘接区域进行线性扫查,通过人为制造不同大小的缺陷,运用A/S/C等不同显示模式对粘接缺陷进行了定性和定量的分析与描述,检测结果表明超声相控阵检测技术对于钢底座和硝化棉筒体胶接形成的粘接区域有可靠的技术优势,能够满足较小脱粘缺陷的辨识和检出^[1]。     

基于超声相控阵的飞机蒙皮检测技术研究

根据飞机蒙皮的结构特性及飞机的工作环境,分析了飞机蒙皮中常见的缺陷及损伤类型,对其相关的无损检测技术进行了研究。通过对几种常见的检测方法优劣性的分析,提出一种基于超声相控阵技术的飞机蒙皮检测方法,并对相控阵换能器的辐射声场进行计算仿真,分析了检测中的声场特性。最后,对飞机蒙皮试块进行检测试验,验证了超声相控阵技术在新型复合材料检测中的优势,应用于飞机蒙皮的检测有较好的发展前景。     

基于超声相控阵的聚乙烯管道缺陷信号重构方法研究

在对聚乙烯管道缺陷进行超声检测的过程中,由于聚乙烯材料中传播的声速小,散射噪声强,信噪比极低,并且仪器设备本身会受到电信号干扰,从而影响缺陷成像的结果。因此针对A扫信号进行数据处理以提高检测图像的质量尤为重要。另一方面,采用阵元数较多的超声相控阵探头进行不同类型的聚乙烯管道缺陷的数据采集时,将会得到大量的缺陷数据,对存储、传输和处理带来各种困难。而针对传统方法进行压缩感知时,如果信号的信噪比较低而重构均方误差较大,则很难保留信号中重要信息,在低码率下更容易产生细节丢失的问题。所以本文提出一种基于K-SVD超完备字典学习的稀疏表示缺陷信号压缩重构方法,借助该学习算法训练过完备字典,并选择高斯随机矩阵为观测矩阵和正交匹配追踪算法(OMP)为重构算法对聚乙烯管道缺陷回波信号进行压缩感知,同时分析字典元素个数与迭代次数等参数变化对重构信号与成像效果的影响。     

基于超声相控阵的角焊缝缺陷信号重构方法研究

在对接管角焊缝进行超声检测的过程中,由于检测的工件结构复杂并且仪器设备本身会受到电信号干扰,所以检测得到的A扫信号存在噪声,在检测图像中会出现“伪像”,从而造成检测困难;如果想要提高检测图像的质量,对于A扫信号的除噪尤为重要;文章提出小波去噪和经验模态分解相结合的角焊缝缺陷信号重构方法：首先分析接管角焊缝结构特点,进行相控阵检测试验,得到缺陷检测数据;然后着重分析了裂纹与未熔合缺陷信号,完成对其的经验模态分解与重构;最后通过对原始信号进行小波去噪及经验模态分解与重构,从而达到了比传统的算法更高的信噪比与更低的均方误差;结果显示本算法有更好的去噪效果,更有利于超声回波信号的分析。     

基于VMD的相控阵超声信号降噪方法研究

针对超声检测在钢板板边和轮对可能存在漏检的问题,采用相控阵超声检测技术对钢板板边裂纹缺陷和轮对孔缺陷进行成像检测;针对钢板和轮对缺陷散射信号信噪比低的问题,提出了一种参数优化的变分模态分解（VMD）算法,避免了人为主观影响,通过选择对应频带的本征模态函数（IMF）分量表征原始信号特征,并通过比较VMD分解后各本征模态函数（IMF）分量与原始信号的信噪比与均方根误差来评价（VMD）算法的效果,最终实现缺陷成像检测。实验结果表明：与原始信号相比,该方法处理后的缺陷信号具有较好的保真度,信噪比与平滑度,均方根误差降低,不易出现模态混叠现象,有良好的分解效果。处理后成像结果更为清晰,缺陷的大小、位置及形状都能够完整展示出来,可以实现孔缺陷和裂纹缺陷的定位检测。     

基于超声波虚拟相控阵列的气体泄漏成像方法

提出了一种基于虚拟相控阵列的气体泄漏成像方法,能够实现气体泄漏源的可视化定位。该方法首先利用扫描传感器分时采集泄漏源产生的声波信号,然后采用互功率谱和虚拟阵列信号处理技术对泄漏源进行定位。通过仿真讨论了各种因素对定位成像精度的影响,其中包括传感器的数量和阵元间距。在实验平台上进行气体泄漏源的检测和成像实验,验证了该方法的可行性和精确性。结果表明,该方法能够准确可靠地对气体泄漏源进行可视化成像。     

一种基于压缩感知的超声阵列全矩阵数据重构方法

针对传统全矩阵数据采集数据量大、采样时长随阵元个数增加的问题,提出了一种基于压缩感知的超声阵列全矩阵数据重构方法.根据多阵元等幅同步有限次激励下采集的超声信号与全矩阵数据的压缩采样关系,利用多阵元等幅同步有限次激励下采集到的少量超声信号进行超声阵列全矩阵数据重构,并将重构数据用于缺陷的全聚焦成像.基于提出的数据压缩采集...     

相控阵超声监测成像与直方图匹配图像增强实验研究

相控阵超声监测成像是通过控制Lamb波发射与接收的时间延迟而控制其指向,当特定方向的Lamb波指向结构中损伤时形成反射信号,由此监测结构中损伤;将监测结构扫描范围内不同方向上Lamb波信号的归一化幅值用二维灰度图像显示,实现结构损伤成像。由于相控阵监测所得原始图像并不完美,因此,利用直方图匹配图像增强方法对原始图像进行处理,通过划分损伤图像的灰度级、统计各灰度级的分布情况、计算各灰度级的概率密度函数,得到直方图匹配处理的最终灰度变换关系,利用原始图像与输出图像各灰度级的映射关系,修改原图像的灰度级,获得增强图像。该方法在铝板、玻璃纤维复合材料结构与碳纤维复合材料结构中进行实验分析,验证方法的正确性和有效性。     

基于阵列信号处理的认知无线电频谱空洞检测方法

探讨了一种基于阵列信号处理技术的干扰温度估算方法,以提高认知无线电频谱空洞检测精度.在该方法中,定义了考察区域内任意一点的干扰温度,通过估计干扰源的参数来计算干扰温度值,形成了考察区域内的干扰温度分布,进行频谱空洞可用性判决.理论分析和仿真结果表明,与MTM-SVD方法相比,该方法对考察区域干扰温度的估算具有较高的精细度,从而提高了频谱检测的精度.