超声聚焦和TR测厚技术的研究

针对某些特殊的工程检测项目,研制了一种超声波TR和超声波聚焦探测轮式探头。不需要耦合介质,采用干耦合方式即可开展超声波TR测厚和超声波聚焦探伤。检测系统及检测探头装配在控制车上,可对钢板质量进行列线检测,边缘扫查,也可对管道内部的腐蚀壁厚进行定期检测,同时介绍了超声波检测信号的处理方式及外围电路设计。     

局部放电超声信号在变压器模型中的传播

实验研究了变压器模型内局部放电超声波信号的传播路径和变化过程 ,分析了超声探头所采集超声信号的构成并给出了其在变压器模型钢壁上的声压分布规律。结果表明 :每个超声探头所接收到的信号都是几个传播路径超声波叠加的结果 ,每部分之间都存在不同大小的时延 ,最前沿的部分为直接入射的信号 ,能用于时延计算 ;经过反射后接收到的信号传播路径复杂 ,不能直接用于时延计算。     

超声导波技术在管道检测中的试验分析

超声导波技术相对于其他无损检测技术,具有检测速度快、防腐层破坏少、现场开挖量小等特点,在管道检测尤其是埋地管道检测中应用越来越广泛。通过在一条预制不同缺陷的地面管道进行超声导波检测试验,对比分析不同超声导波设备检测结果,对超声导波在管道检测中的技术特点进行分析,指导其在管道检测中更好地应用。     

基于低频双探头超声波的盆式绝缘子缺陷检测方法研究

盆式绝缘子是气体绝缘封闭组合开关(GIS)设备的重要部件，其质量状况对电网的建设及运行有着重要影响。本文阐述了盆式绝缘子的失效原因，在常见开裂位置上对现有检测方法进行对比分析。依据盆式绝缘子的材料特性和现场检测条件，理论计算得到探头频率、K值、晶片尺寸等数据，研制了一种超声波水浸聚焦斜探头装置，提出利用低频双探头超声波检测技术对盆式绝缘子螺栓孔附近裂纹进行检测的方法，并通过实验室渗透、射线检测等对检测结果进行验证。结果表明：采用型号为2 MHz 18×18 mm、晶片发射声束的轴线与工件界面的法线夹角α_L为24.8°～35.4°的双探头可以在盆式绝缘子中激发出信噪比较高的超声折射横波。采用特定低频双探头超声波检测技术对GIS盆式绝缘子进行缺陷检测具有可行性。     

基于神经网络的埋地管道防腐层缺陷检测

本文介绍了一种对埋地管道施加小幅度恒电流阶跃信号检测防腐层状态的电化学测试方法.提出利用人工神经网络对检测的响应数据进行智能判断,建立了防腐层状态判断网络模型.现场实验证明,用这种方法可以对埋地管道防腐层缺陷进行检测.     

微法级交流电容器内部局部放电的超声波检测

由于新液体介质和新材料的引进,在工厂中对微法级电容器作局部放电试验就显得格外重要。然而,一般用来检测小的放电量(1～20PC)的方法不适用于大电容值的电容器,而且作为生产线上的试验而言,采用电桥的方法是不经济的。为此,对这类电容器内部局部放电的超声波探测的方法进行了研究,这就使得适用于工厂对电容器进行局部放电试验的一种组合的声学波导探头、超声波传感器和指示表得到了发展。声学波导探头是用电绝缘材料(聚酯玻璃纤维)的,所以即使电容器在加上高电压时(例如在通常做损耗试验时)用探头接触电容器的钢处壳也是安全的。感受局部放电超声发射的频率接近于80KH,这样的频率减少了工厂的噪音问题,其灵敏度为10PC左右。为保证所检测到的信号是正确的,只要把探头从电容器外壳上移开,并注意信号水平的减弱。     

变压器局部放电检测声阻抗匹配研究

局部放电检测技术是变压器绝缘诊断的重要手段之一,而外置式超声法是目前使用较多的超声检测法。针对当前外置式超声检测法灵敏度较低的问题,文中研究了声阻抗匹配提高变压器局部放电超声信号透射强度的可行性。经理论分析发现,通过在变压器油和外壳之间加入匹配层,且满足匹配层声阻抗介于变压器油和外壳的声阻抗之间,能增大超声波信号的透射系数,获得了透射系数随频率变化的规律及中心频率和匹配层厚度的关系。模拟试验表明,在变压器油与变压器外壳之间加入声阻抗匹配层后,测得的超声波信号幅值约为未设置声阻抗匹配层侧的2倍,超声波信号的透射系数得到了显著增强,试验结果验证了声阻抗匹配提高实测超声波信号强度的可行性。     

混凝土CT中数据采集系统设计

混凝土超声层析成像仪作为现今混凝土质量检测的主流仪器,其数据采集系统的性能好坏决定了该仪器检测结果的可信度。选用ANALOG DEVICES公司的16 bit、最大采样频率25 MHz的模数转换芯片LTC2203作为该系统的核心元件。放大调理电路由可调增益放大器AD603和差分芯片THS4521组成。将超声波探头采集到的信号进行放大并差分输出给LTC2203。考虑到数据传输的可靠性和传输速度,在FPGA内,用FIFO对数据进行缓冲并通过DMA搬运至SDRAM中。通过串口将数据传输给PC端的MFC程序,对采集到的数据进行处理。实现了对频率范围至少在1 kHz^500 kHz内的超声波探头的匹配,且等效输入噪声在57.4μV左右。经测试,该数据采集系统能较好的还原被测数据,提高了混凝土超声层析成像仪的可靠性。     

基于超声多普勒人工心脏血栓检测系统的研究

血栓是制约人工心脏发展的一大难题,有效的检测出血栓对人工心脏的研究具有重要的意义。文章详细研究了超声多普勒血栓检测系统的原理,实现方法,包括超声波探头、发射/接收电路、处理及采集系统的设计并利用短时傅里叶对血栓信号进行分析,并根据实验对血栓检测系统的分辨率进行了验证。     

环氧绝缘内部气隙局部放电超声信号特性分析

建立了1套超声波法测量局部放电的试验系统,模拟了GIS环氧绝缘子内部扁平气隙放电,采用脉冲电流法和超声法对局部放电进行了测量和相互验证,分析了气隙缺陷的尺寸和施加电压变化对局放信号特性的影响。试验结果表明,超声法和脉冲电流法检测的结果均呈现出相似的、典型的PRPD(局放信号相位分布)谱图,并且由于施加电压增加,超声波信号幅值随着放电量的增大而增大,气隙缺陷的尺寸越大,则产生的初始放电量越大。研究结果为通过超声波法测量研究环氧介质内部放电特性提供了试验依据。     

超声波治疗仪原理小议

医用超声波治疗仪治疗中风、脑偏瘫等疾病有一定疗效,已取得临床认可。超声波治疗仪的超声波能量是通过电缆线传递给一个外观形似手电筒,端面置有锆钛酸铅的陶瓷晶体换能器(俗称探头),以此转换成与晶体同频率的机械能,利用这一近似于超声频率的机械能幅射并作用于人体进行治疗的。     

单罐熔融盐蓄热装置蓄热特性数值模拟

针对单罐熔融盐蓄热装置的斜温层厚度增加导致蓄热效率降低的问题,采用Fluent仿真软件,对蓄热流体在不同进口流速、进口温度、多孔介质的比热和导热系数下的斜温层厚度进行数值模拟。模拟仿真结果表明:增大进口流速会增大斜温层厚度,而增大进口温度会略微降低斜温层厚度;添加多孔介质可以降低斜温层的厚度,并且多孔介质材料的比热越大、导热系数越小,蓄热效率降低效果越明显;在进口温度700 K、进口速度0.01 m/s时,添加比热为2 000 J/(kg·K)、导热系数为1 W/(m·K)的多孔介质材料,可以使斜温层厚度由32.5 cm降至22.5 cm;同样情况下,比热为1 600 J/(kg·K)、导热系数为10 W/(m·K)的多孔介质材料只能使斜温层厚度降至29.5 cm。因此,选用进口速度较小、进口温度较大的蓄热流体或者选用比热较大、导热系数较小的多孔介质材料更有利于减小斜温层厚度并提高蓄热效率。     

衬胶管道脱粘缺陷超声检测与识别方法研究

针对目前对在役衬胶管道脱粘缺陷缺乏有效检测手段,且检测效率和准确率较低的问题,基于超声脉冲回波法的基本原理,设计了适用于圆柱形衬胶管道超声检测的扫查和探头夹持装置,建立了相应的超声检测试验系统。分析了实际应用中多种干扰因素对超声回波信号的影响,构建了基于一维CNN的超声回波信号二分类模型。通过试验和与传统超声检测缺陷识别方法进行对比,结果表明利用所建立的超声检测系统及一维CNN模型能够在多种干扰因素存在的情况下实现对脱粘缺陷较精确的识别,识别准确率达到96.22%,为在役衬胶管道脱粘缺陷的自动化检测和识别提供了一种有效的方法和手段。     

电厂埋地循环水管道防腐应用技术探究

在电厂的诸多管道中,埋地管道的种类和数量占很大比例,不同的地下土壤特性、不同的流体介质,对管道的材质及防腐涂料的选择有不同的影响。从电厂埋地钢质管道的腐蚀因素出发,对管道内外壁的防腐措施进行了分析,并对不同地区电厂循环水管道防腐方式进行了探讨,为今后埋地循环水管道防腐技术的应用研究提供参考。     

基于超声波原理的变压器内部结构二维成像研究

针对变压器内部结构比较复杂的现状,根据高灵敏度超声传感器接收信号基础研究,就超声信号幅度调制信息与变压器内部结构的位置、形状之间的关系做出相关介绍。通过对超声波在变压器内部不同介质的折、反射规律的研究,找出超声波信号的大小与变压器内部结构相关联的规律,初步显示出变压器内部结构的影像图。     

基于DSP的四声道超声气体流量测量技术研究

针对超声波流量计在低流速流体测量中准确性低、可靠性低、误差大的缺陷,提出一种基于数字信号处理器(DSP)的四声道气体超声流量测量技术。首先,基于超声波流量计的测量原理选择时差法作为流量测量算法,并确定超声波流量计的声道布置方案;其次,采用数学积分法求取瞬时流量的加权系数,选取TI公司的TMS320F28335型DSP芯片,完成系统硬件的设计;最后,对接收信号进行滤波处理,模拟检测管道内静态和定量状态下流量情况。实验结果表明,在管道静态流量测量中各声道的平均测量误差为0.142%、0.214%、0.278%、0.365%,误差低于±0.4%,符合标准要求。而在低流速定量测量中,样机与标准表平均误差为0.945%,实验数据表明样机检测误差随气体流速的增大而减小,满足设计要求。     

缺陷汽包的安全状态评估

1 汽包安全状态评估技术 TOFD基于缺陷尖端对超声波的作用,利用超声波的衍射原理对金属部件进行检验.该技术利用信号发射和接受2个探头,以直通波和底波作为参考,缺陷信号到达接收探头的时间位于直通波和底波的传送时间之间,其中缺陷上端的衍射波先于下端的衍射波到达,产生的时间差与缺陷的高度有关.TOFD不仅能够测量缺陷沿壁厚方向的高度,而且能够测量缺陷的深度,其对缺陷的检测由接收到的声波信号的传播时间决定,与信号的波幅无关.     

火力发电厂厚壁管超声波检测方案

目前火力发电厂机组容量大,管道多采用厚壁管,对厚壁管的对接焊缝进行超声波检测时,为了提高侧壁未熔合缺陷的检测率,提出采用适当的超声波探头,特别是正确的探头角度,制订出超声波的检测方案。     

基于LabVIEW的垃圾填埋场介质层振动信号分析

本文根据振动信号在垃圾填埋场不同介质中的响应不同,来检测介质特性,并使用LabVIEW软件仿真振动信号,利用数据采集卡对振动信号进行实时采集,结合信号处理中的时域分析和频域分析,对采集的振动信号进行时域统计分析和FFT频率能量谱分析,单频分析等,能够分析出不同介质中信号所含的频谱成分,提取不同介质层中振动信号的特征谱.根据此理论来判断填埋场的渗漏情况.该分析方法在填埋场介质层渗漏检测技术中有很大意义,并在相应的实验中获得预期效果.     

超声相控阵传感器阵元间串扰源分析及其隔离方法

通过研究超声相控阵探头阵元间串扰机理及串扰隔离方法提高近表面检测能力。 基于数值仿真技术分析了安装楔块 前后阵元间超声波串扰对检测信号及检测声场的影响,分析探头楔块对于隔离阵元间超声波串扰与近表面缺陷检测信号的作 用。 提出楔块优化方案,并通过试验方法对其进行验证。 结果显示,数值模型可直观显示阵元间的超声波串扰,提出的楔块优 化方案可将时域上的阵元间串扰信号与近表面检测信号相互隔离。 优化楔块后的相控阵探头可对深度 2 mm、直径 0. 3 mm 平 底孔进行成像检测,近表面缺陷检测能力显著提高。