基于超声TOFD法直通波幅度分布的近表面缺陷检测

针对超声衍射时差法（TOFD）的近表面检测盲区问题,提出一种基于直通波幅度分布分析的近表面缺陷检测方法。在近表面缺陷检测信号的直通波部分选取多个关键点,揭示了各关键点幅度分布与近表面缺陷深度的关系,获得了用于近表面缺陷检测的幅度分布特征值。试验结果表明,该方法能准确检测出埋深1．0mm的人工缺陷,有效地提高了对近表面缺陷的识别能力。     

基于阵列超声成像法的混凝土裂缝深度检测

针对传统超声法检测混凝土裂缝深度时人为影响因素较多,检测效率十分低下的问题,引入了阵列超声成像法,研究了阵列超声成像法检测裂缝深度的原理及其计算方法,并在实验室设计制作了一块预设7条不同深度裂缝的素混凝土试件,进行了跨单裂缝和试件整体成像检测试验。试验结果表明:阵列超声成像法根据缝底反射超声波的传播时间来检测裂缝深度,生成的二维图像可以显示缝底位置,但无法显示缝身;该检测法的检测精度较高,并且随着裂缝深度的加深逐渐提高;检测时应考虑边界效应,否则无法准确检测裂缝深度;检测时存在盲区,当缝底位于盲区内时会出现漏检。     

基于几种超声压电晶片阵列的金属板缺陷成像

结合椭圆定位方法,分别采用了线型、十字型和时钟型超声压电晶片阵列对金属薄板中缺陷进行成像识别。根据Lamb波在薄板中的传播分析,选取激励信号及其参数,构建超声信号检测模型。依据椭圆轨迹原理进行成像,判断薄板中有无缺陷存在。通过压电陶瓷晶片加载脉冲激励信号,分别对三种情况进行数据处理并成像。结果证明十字型和时钟型阵列能有效地对缺陷成像,并避免了成像过程中的虚像。     

镁合金壳体内部缺陷的精确超声定量方法

利用基尔霍夫近似法建立镁合金壳体内部缺陷的超声测量模型,并利用该测量模型对缺陷回波幅值进行数值计算,获得缺陷波/底波幅值比曲线。在此基础上,建立基于幅值比曲线的缺陷检测理论模型,并对缺陷进行定量检测分析。采用搭建的超声检测实验系统,对含有人工缺陷的镁合金壳体进行缺陷检测试验。结果表明:相比于传统距离增益尺寸曲线定量方法,本实验方法在缺陷定量检测精度和有效检测深度范围上均有较大提高,从而为提升镁合金壳体内部缺陷的定量检测水平提供新的方法和技术途径。     

复合材料层状薄板超声特征扫描成像检测

传统超声B扫描和C扫描成像方法不能满足复合材料的检测需求。简要介绍了超声特征扫描(F扫描)成像方法的原理、扫描系统的设计和聚焦探头的制作等。F扫描是以波形上升时间、下降时间、脉冲周期和频谱特性等波形特征或缺陷类型、形状和大小等缺陷特征为特征量进行信号提取和重构并最终成像的方法。试验样件为2 mm厚的复合层状薄板,在板中距上表面0.6和1.4 mm处的两层结合层中分别制作了三个最小直径为1.2 mm的分层缺陷。试验表明,设计的超声特征扫描系统可采用幅度成像、深度成像和底波成像方法成功检测出预制缺陷,并且可实现层析成像功能,还可用于层状薄板的密度和硬质合金的厚度成像,具有强大的功能和多种材料分析用途。     

基于超声散射法的微小缺陷及近表面缺陷的检测

针对常规超声检测法存在对(?)1.0 mm以下的微小缺陷漏检及近表面检测存在盲区的问题,提出一种超声垂直发射背向散射的检测方法。分析了散射模式的声场传播特性,阐明了该模式的检测原理。通过对不同类型和尺寸的人工缺陷检测,分析了该散射方法的检测信号、检测灵敏度及成像图形;通过有限元分析,对散射波声场分布的可靠性进行了验证。结果表明,超声散射法能够识别常规超声检测方法容易漏检的微小缺陷及无法辨别的近表面缺陷,可有效检测(?)0.4 mm的微小缺陷及埋藏深度1.0 mm的近表面缺陷。     

连续SiC纤维钛基复合材料制件的超声底波监控检测

针对连续SiC纤维增强钛基复合材料(TMCs)制件的制备工艺特点,分析了TMCs制件可能产生的缺陷及其超声检测难点,对TMCs整体叶环纤维/钛合金结合界面处的空洞类缺陷的超声底波监控结果进行模拟仿真,并对特定尺寸TMCs整体叶环进行了缺陷检测;结合超声检测试验和解剖分析结果,分析了TMCs整体叶环结合界面处出现的空洞类缺陷的特征,确定了底波监控在TMCs整体叶环纤维/钛合金结合界面超声检测缺陷信号识别中的作用,为TMCs制件内部质量的超声检测提供了技术支持。     

铝板表面缺陷的激光超声可视化检测

激光超声可视化检测技术是一种新型检测技术，与传统检测方法相比，该技术具有检测速度快、检测距离远、无检测盲区等优点。研究了一种基于超声信号峰峰值三维最大振幅及三维波场重建的检测算法，搭建了基于脉冲激光激励、压电探头接收超声信号的激光超声可视化检测系统，并对铝板表面裂纹缺陷进行检测。试验结果表明，激光超声可视化检测技术可快速检出铝板表面的裂纹缺陷，并且能够三维地显示表面裂纹的位置及大小信息，能够实时显示出三维超声波场的传播及反射情况。     

新核燃料锆合金包壳管材中缺陷对超声检测的影响

选取锆合金管材超声检测时的典型缺陷信号(纵向缺陷、横向缺陷、同位置纵横向缺陷、草状波)对应的管材试样,并将每种类型缺陷按不同信号幅值(20%～25%,25%～30%,30%～35%,≥36%)取样;采用宏观检测及金相层析法对以上试样进行观察,分析讨论管材中的缺陷类型、深度及位置与超声检测信号类型及幅值的关系。结果表明:10μm级及以上深度的缺陷一般会引起超声检测信号异常,且缺陷深度与超声信号幅值基本呈一定的线性趋势,但存在不完全对应性;管材内外表面及内部的裂纹均会引起超声检测纵横伤及纵伤信号幅值的异常,而管材内外表面凹坑会引起超声检测横伤信号幅值的异常;草状波信号与管材晶粒组织、表面粗糙度及缺陷均无直接关系。     

纤维增强复合材料中缺陷的红外热波成像无损检测技术

介绍了红外热波成像技术在纤维增强复合材料缺陷检测方面的应用实例,并将红外热波成像技术与传统的无损检测技术进行了比较。结果表明,红外热波成像是一种能够快速、直观、有效、准确地检测出纤维增强复合材料中分层、脱粘、气孔等典型缺陷的无损检测技术。     

粉末高温合金盘件超声波底损监控问题探讨

为了研究粉末高温合金盘件,在水浸超声波检测过程中监控一次底波或多次底波对缺陷处底损检测结果的影响,选择带有平底孔的粉末高温合金对比试块进行试验研究,并对监控一次底波或多次底波得到的 C扫描检测结果进行了对比。试验表明：监控一次底波或多次底波均能有效检测出材料中底损异常的区域,采用一次底波和多次底波监控底损的方法得到缺陷处底波损失最大值相同,但通过二次或多次底波监控底损放大了缺陷区域面积,因此,采用二次或多次底波监控底损的方法不容易发生漏检。当粉末高温合金盘件被检部位厚度较薄时,可通过二次底波监控底损。     

铸钢件横波超声波检测工艺参数的影响

通过研究调整横波超声波检测工艺参数对ZGOCr13Ni4M0铸钢件检测效果的影响,发现并分析了缺陷反射回波波幅随超声波参数影响变化关系.试验结果表明:横波超声波检测工艺参数对不同缺陷类型影响程度不同,对于规则的圆孔类缺陷,工艺参数,如K值、频率及晶片尺寸对缺陷反射波波幅影响不明显;而对于裂纹类缺陷,随着探头K值增加,缺陷回波显著降低,随着频率的增加缺陷回波波幅减小,随晶片尺寸增加缺陷反射回波增益逐渐降低,但降低幅度不大,影响效果不明显.铸钢件横波斜探头超声波检测宜选用小K值、低频率、小晶片尺寸探头.     

镍-玻璃纤维复合层超声特征成像检测

对直升机旋翼前缘的镍-玻璃纤维复合层进行超声检测方法研究。分析镍-玻璃纤维复合层缺陷特征及缺陷识别方法;针对薄壁曲面构件的检测需求,采用便携式超声特征扫描成像方法和接触式聚焦方法,完成曲面旋翼前缘的扫描成像检测;利用超声特征扫描成像系统对检测信号进行全波列采集,并用幅值特征和频谱分析等方法对复合层脱粘缺陷进行分析和处理,实现高精度的缺陷显示和评价。     

在役液化石油气球罐的焊缝超声波检测

在役液化石油气球罐定期检验中,用超声波检测其焊缝,发现了一批裂纹缺陷。通过对其中三个典型裂纹缺陷的波形图的分析,验证了用超声端部最大回波法测定缺陷自身高度方法的可行性,同时还提出了如何预防近表面缺陷漏检的方法。     

基于虚拟仪器技术的焊管超声波自动探伤系统

介绍了基于虚拟仪器技术的超声波自动探伤系统的结构、检测原理、硬件组成、软件设计及其在焊管生产检测中的应用。该系统把传统的超声检测技术与工业控制计算机、虚拟仪器和数字信号处理技术等相结合，配合精心编制的探伤操作和缺陷判别程序，可做到对复杂缺陷回波的准确评价和严格筛选，其缺陷波形动态回放功能有效地克服了超声波自动探伤中的缺陷种类难以识别的不足，实现了误判率〈3％，漏检率为零。     

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.     

近表面缺陷的超声TOFDR和TOFDW检测

针对超声TOFD方法存在近表面检测盲区问题,提出了基于二次波的综合超声衍射反射回波方法(TOFDR)和缺陷W衍射反射方法(TOFDW)的检测模式。分析了TOFDR和TOFDW检测方法的超声传播特性,阐明了2种方法的检测原理,研究了它们的近表面理论检测能力。对于TOFDR检测方法,缺陷越近表面,D扫图像分辨特征越好。对于TOFDW检测方法,总体分辨能力大于TOFDR方法,但对于特别浅的近表面缺陷,声波难以识别,而将这2种检测方法综合应用,通过调整检测工艺参数可对近表面缺陷进行识别。通过对人工缺陷试样的检测,研究了综合2种方法结合条件的新检测模式的信号图像特征以及检测灵敏度,2种检测方法结合产生的D扫图像能很好的发现埋藏深度为1 mm的缺陷。     

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...     

基于小波包的奥氏体焊缝缺陷超声信号识别

在使用超声反射波法对奥氏体不锈钢焊缝进行缺陷检测时,由于粗大晶粒组织的声散射作用,致使缺陷信号不易于识别. 针对这一问题,提出一种基于小波包技术的改进噪声抑制方法. 阐明了改进方法的技术原理,采集了奥氏体不锈钢焊缝中含人工缺陷信号的超声回波数据. 利用所提方法对超声回波进行了噪声抑制处理,并对人工缺陷进行了定量化测量. 结果表明,和传统小波包法相比较,所提方法能更为有效地滤除超声反射回波中的噪声成分,可识别直径1.5 mm的平底孔.