压电复合传感器阵列用于导波管道检测研究

利用压电复合传感器阵列对管道进行了超声导波检测实验。采用2种频率和2种周期对拥有不同缺陷数的管道进行了对比实验。实验结果表明MFC阵列可以很好的用于管道缺陷检测,在70kHz和130kHz时信号的信噪比较高,激励信号可以采用5或10周期的汉宁窗调制的正弦波信号,当沿周向的缺陷逐渐增大时,缺陷回波基本呈线性逐渐增大,端面回波则逐渐减小。     

电磁超声技术在变电站GIS管道裂纹检测中的应用研究

研究了利用电磁超声导波来检测GIS管道裂纹缺陷,设计了电磁超声换能器并进行了裂纹检测实验研究.实验结果表明,该方法可以有效检测GIS管道的裂纹缺陷,是一种有前景的GIS管道裂纹检测方法.     

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。     

电磁超声无损检测技术的ANSYS仿真研究

利用有限元分析软件ANSYS对电磁超声无损检测技术进行了研究,通过仿真,比较了电磁超声检测过程中缺陷对被测导体表面磁流密度、磁感应强度和涡流等的影响,并介绍了ANSYS软件进行瞬态电磁场仿真的过程,为电磁超声的研究提供了帮助.     

电磁超声检测技术的研究进展

目前无损检测的重要性已经得到了各行业广泛的认识。电磁超声检测(EMA)作为新兴的无损检测技术,由于在产生和接收超声波的过程中具有换能器与媒质表面非接触、无需声耦合剂、重复性好等优点而受到广泛关注,在无损检测领域中逐渐占据了重要地位。从电磁超声检测原理入手,介绍了电磁超声检测的最新研究成果和应用,并预测了发展趋势,为电磁超声无损检测技术的广泛应用提供了参考。     

核电站蒸汽发生器传热管电磁超声导波自动化检测系统设计

蒸汽发生器传热管作为高温气冷堆核电站一回路压力边界的关键部件,承担着热交换及辐射屏障的重要作用,其结构完整性严重影响核电安全运行。针对该类特殊结构传热管的在役检查难题,设计了专用的电磁超声导波自动化检测系统,研制了内置单点检测式的磁场增强型电磁超声导波探头,开发了采用模块化组件的五轴联动多自由度自动运载装置,提出了基于机器视觉的管孔动态定位方法,建立了蒸汽发生器全尺寸模拟体试验平台并开展了定位精度测试与缺陷检测试验。试验结果表明所设计的自动化检测系统可实现任意位置目标管孔的高精度定位及自动行走,可识别模拟体上异种钢焊缝处与距离检测端约60 m处的刻槽缺陷,有效检测范围覆盖传热管全长,有望为高温气冷堆核电站蒸汽发生器特殊结构传热管的质量健康评价提供技术支撑。     

基于磁传感器阵列的管道移位变形内检测

海底管道的结构变形会增加管道断裂风险,从而造成极大的经济损失。本文提出一种基于球形内检测器和多通道磁传感器阵列的管道移位变形检测方法。根据磁机械效应,分析管道移位变形导致的管壁应力及管道内磁通密度变化规律。设计了检测器结构布局及磁阵列采集方案,实现了管道内空间旋转磁通密度的高覆盖率采样。设计算法将旋转磁信号转换为管道坐标系下的平动磁信号,提取管道内等高线的磁数据,实现了多通道磁信息融合,提高了磁异常检出率。最后,开展了管道竖向加载和等效横向加载等移位变形的内检测试验。结果表明,管道在纵向受力变形状态下,管道内等高线上磁通密度纵向分量的离散度降低 136.1 μT;管道在等效横向受力变形状态下,管道内等高线上磁通密度横向分量的离散度降低123.1 μT;球形内检测器所测得的磁通密度离散度能够反映出管道不同方向的移位变形,且管道变形越大,磁通密度离散度越小。     

电磁超声检测技术在石油管行业的应用

本文简述了电磁超声检测技术的基本原理,实际举例电磁超声检测技术在石油管行业板材和管材检测效果,检测结果表明该方法可有效应用于板材和管材的检测,可靠性、准确度和检测效率能达到传统的自动超声检测水平,实践证明应用效果显著。它是一种可靠的新型无损检测方法,该技术将逐渐在石油管行业领域广泛应用。     

无缝钢管超声导波检测技术

为快速检验无缝钢管上的缺陷，在薄壁上径管上进行了超声导波检测技术应用的实验研究。为此，介绍了超声导波激发的基本原理，设计了超声导波探头，并应用于地质套管件的无损检测。结果表明，超声导波技术检验速度快，可有效地提高检测效率，并且有良好的现场可操作性。     

基于Halbach阵列电磁超声纵波换能器优化设计

传统电磁超声纵波换能器换能效率低,水平偏置磁场弱且无法被充分利用,导致回波信号幅值小,影响检测结果的准确性.该文应用一种新型纵波换能器,其永磁体磁极方向按照Halbach阵列排布,能够显著增强水平磁场.为提高其回波幅值,利用有限元软件进行建模,分别采用正交试验和均匀试验方法,在考虑线圈匝数的前提下,对换能器参数进行优化.仿真结果表明,降低导线间距、导线宽度和导线高度,将永磁体提离距离固定在合适范围内,均可以增强回波信号;设置合适的激励电流频率,能够使得声衰减和回波幅值处于适中水平,有利于检测.实验结果表明,优化后的换能器相较于优化前回波幅值提高了83％.     

面向水下管网的视觉检测系统研究

针对水下管网定期需要检修和维护的实际需求,设计一套水下管网视觉跟踪检测系统;针对水下光学图像特点和管网铺设特征,提出一种管线跟踪方法.方法通过自适应直方图均衡化将光照不均水下图像转换为匀光图像,结合色彩空间变换方式进行图像增强并完成管道区域分割,通过支持向量机的模式识别方法依据水下机器人跟踪策略对管道图像进行分类,并根...     

基于机械臂的管道检测全向机器人设计

随着综合地下管廊的快速发展,管道的安全对于保证管廊电力、燃气等运输的安全越来越重要,由于管廊环境恶劣,采用人工巡检效率低且安全隐患大。为了实现地下管廊全方位无盲区检测,设计了一种基于机械臂的管道检测全向机器人,将移动机器人、机械臂、检测探头融于一体,具有路径自主规划、循迹、避障等功能,并通过漏磁技术检测管道泄露、通过机械臂实现复杂环境下的检测。实验证明此集成机器人可以进行全方位检测且缺陷识别精度良好。     

超声相控阵检测技术的发展及应用

超声相控阵是近年来发展起来的一门新的工业无损检测技术,通过对各阵元的有序激励可得到灵活的偏转及聚焦声束,联合线性扫查、扇形扫查、动态聚焦等独特的工作方式,使其比传统超声检测具有更快的检测速度与更高的灵敏度,成为目前无损检测领域的研究热点之一。介绍了超声相控阵的检测原理及特点,综述了其国内外发展及研究现状,总结了目前超声相控阵研究热点及发展趋势,最后以汽轮机叶轮轮缘裂纹的检测和焊缝的检测为例,介绍了超声相控阵在实际工程中的应用。     

基于正交试验理论的接地扁钢缺陷检测电磁超声换能器优化设计

接地网是保障电力系统运行的重要设施,需要及时地开展接地扁钢的缺陷检测。然而,目前的检测方法在准确性、效率等方面依然存在不足。电磁超声导波检测方法可以在不开挖的条件下,利用非接触的优势实现地网的检测,具有一定的优势。本文针对接地扁钢,设计简易有效的电磁超声SH导波换能器,并分析换能过程中的多物理场耦合机理,在COMSOL Multiphysics中开展有限元建模和仿真。为了优化换能器,根据正交试验理论,进行多因素多水平分析,获得5个参数对导波激励的影响规律以及最优参数组合。进一步,搭建扁钢检测系统,开展SH导波实验,结果表明：相比于正交试验表中的效果最好的前两个参数组合,最优参数组合的换能器性能在导波幅度上分别提升了14.0%和28.6%。     

嵌入式管道超声导波检测系统设计

针对我国目前小型管道超声导波检测设备稀少的现状,提出了基于STM32和FPGA的超声导波管道检测系统的设计方法,进行了软、硬件的设计与开发.系统硬件部分采用模块化的设计,主要由超声导波发射模块与接收模块2部分组成.基于系统硬件环境,成功进行了μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统和μC/GUI图形用户界面的移植,编写了检测系统的应用程序.实验表明,系统能够正常运行,达到了系统设计的功能要求.     

超声导波管道缺陷检测的小波阈值去噪法

在超声导波管道缺陷无损检测中,回波信号在接收和处理过程中不可避免地会受到噪声的干扰,另外,超声导波在管道中传播时还存在频散现象,这会给管道缺陷的识别与特征提取带来不利影响。在有限元数值模拟条件下,采用小波分析的方法,利用Daubechies小波家族中的coif3作为小波函数,运用启发式阈值选取方法,对加有噪声的超声导波回波信号进行去噪,实验分析结果表明此方法提高了重构信号的信噪比,有效地抑制了超声导波回波信号中的噪声,在管道缺陷超声导波检测中,可为管道缺陷的识别与特征提取等提供方便。     

Localization technique research of a pipeline robot based on the magnetic-dipole model

The magnetic field distribution of an emission antenna is studied in this paper. When the slenderness ratio of the emission antenna is high, the emission antenna can be simplified as a magnetic dipole for practical application. The numerical results of the magnetic dipole magnetic field show that the magnetic magnitude distribution has a hump-shape, whose direction is perpendicular with the antenna axis direction. A localization method based on the hump-shape signal detection is presented. The experimental result shows that the precision can reach a value of ±5 cm. The method can be used to localize a pipeline robot working in a metal pipe. __________ Translated from Chinese Journal of Radio Science, 2006, 21(4): 553–557 [译自: 电波科学学报]     

基于物理信息嵌入式神经网络的管壁导波成像

为了实现管壁腐蚀缺陷的定量化成像,提出了一种基于物理信息嵌入式卷积神经网络的成像算法,从超声导波信号重建管壁厚度。首先推导了超声导波在管壁上传播的二维声波模型,通过矩阵LU分解求解频域波动方程,可实现从管壁导波速度图到声场信号的正演;其次搭建了物理信息嵌入式卷积神经网络,包含3个迭代层,每个迭代层由正演模型和残差反演子网络组成;生成包含随机腐蚀缺陷的管道仿真数据集,搭建网络进行训练和反演,训练集、验证集和测试集的成像结果的平均Pearson相关系数分别为94.91%、86.47%和87.37%,缺陷图像一致度高;搭建了实验系统,在加工有不规则阶梯缺陷的管道上采集导波信号进行反演,成像结果良好,厚度图的均方误差为0.0057。算法将物理模型与神经网络结合在一起,实现了从导波信号到管道厚度图的高精度成像。     

Ni-Cr合金超声导波温度传感器的设计

为了实现在高温环境下对温度的精准测量,基于超声导波测温原理,设计了一种镍铬合金超声导波温度传感器。镍铬合金具有抗氧化性好、高温环境下强度高、热膨胀系数小、导热性能好以及长期使用不变形等优点。经过分析,选用长为1 m,直径为0.8 mm,区截长度为30 mm的Ni-Cr合金丝作为敏感元,采集超声回波信号,利用互相关计算渡越时间,实现对温度的测量,并对传感器的测温范围、灵敏度以及重复性进行了分析,实验结果表明该传感器在1 100℃的强氧化环境下准确度达到了1%。