管道腐蚀缺陷超声导波检测数值模拟

超声导波在检测存在多个缺陷的管道时,由于其自身的多模态、频散、遇到缺陷易发生模态转换以及缺陷回波间的相互干扰等特性常常引起缺陷信息的误判,论文采用ANSYS软件建立了L(0,2)、T(0,1)模态激发的管道腐蚀超声检测仿真模型以及相关的数值模拟算法,研究了两种模态的导波与管道上不同类型缺陷之间的相互作用,提出了双向激发超声导波管道腐蚀缺陷检测方法,将正反两个方向激发的导波检测数据叠加,减少了缺陷回波的相互影响,准确地识别缺陷位置和大小,提高信噪比。与仿真结果对比分析,实验结果表明,该模拟算法实现了对超声导波管道腐蚀缺陷检测的精确数值模拟,所提的双向激发超声导波检测方法,不仅提高了缺陷定位的精度,也提高了缺陷大小的识别率。     

传感器在管道超声导波检测中的应用

管道超声导波检测技术是一种新兴的无损检测方法。利用该技术可以在一点对管道进行快速而全面的检测,节省检测时间,减少劳动强度。而由于导波的频散、多模态特性和管道工作条件、结构尺寸的不同,使得在超声导波检测中对导波的激励方式和传感器的使用要求也不尽相同。传感器的选择对管道超声导波检测的实现十分重要。简要回顾了五种不同类型传感器在管道导波检测中的工作机理、特性及其应用。     

电磁超声水平剪切导波的缺陷检测研究进展

超声导波检测技术是新型的无损检测方法之一。水平剪切(SH)导波是超声导波的一种。在板和管结构的检测中,SH导波检测技术占据着越来越重要的位置。电磁声传感器(EMAT)常被用于SH导波的激励或接收。SH-EMAT具有适应性强、效率高的特点,基于SH-EMAT检测技术的应用场景越来越多。以近十几年的相关文献为基础,介绍了SH-EMAT设计以及SH导波缺陷检测技术的研究现状和进展,提供了SH导波检测在不同应用背景下的传感器选择,总结了不同频率SH导波的检测能力,分析了不同SH导波检测技术的优缺点。同时还对电磁超声水平剪切导波检测的未来研究趋势进行了展望,为相关研究人员提供了研究方向和思路。     

管道超声导波检测用磁致伸缩涂层传感器研究

为克服磁致伸缩带材导波检测技术对耦合剂的依赖,又能满足对异形部件的检测需求,本文提出了一种磁致伸缩涂层导波检测的新方法.结合Fe-Ga磁致伸缩合金具有高的磁机械耦合系数,通过热喷涂技术制备Fe-Ga合金涂层,磁致伸缩为32×10-6.在1 m长预置人工缺陷的316L不锈钢管道一端喷涂Fe-Ga涂层,设计磁致伸缩涂层传感...     

基于磁致伸缩电磁超声导波的钢板焊缝缺陷检测

针对工业现场使用压电超声波检测焊缝缺陷时需使用耦合剂的问题,研究了通过无须耦合剂的基于磁致伸缩电磁超声对薄钢板焊缝中缺陷进行检测的方法,并且针对电磁超声换能效率低、信号微弱的问题,通过仿真优化了回折线圈结构参数,选择了三分裂回折线圈,并探究了导波频率对缺陷检测灵敏度的影响。仿真结果表明:相比于无分裂线圈,选择三分裂回折线圈后激励信号面内位移幅值提高了94.2%,随着导波频率增加,缺陷反射回波幅值表现出先增大再减小的变化规律。实验结果表明:S0模态Lamb波垂直入射焊缝时,焊缝本身产生的回波与缺陷信号相比相对较小,缺陷检测阈值达到1 mm,缺陷定位误差小于2 mm,证明了电磁超声导波具备检测焊缝中毫米级缺陷的能力。     

基于神经网络的超声导波管道缺陷识别

在役石油管道的腐蚀是造成石油管线运输故障的重要原因,适时检测在役管道是否被腐蚀至关重要。研究了超声导波进行长距离在役管道检测技术,并利用人工神经网络进行管道缺陷的智能识别,通过超声导波设备进行了管道缺陷检测实验,从原始检测数据的信号处理结果中提取出了样本特征值,并建立和训练了一种用于实现管道缺陷识别的BP神经网络。实验表明:使用该网络可进行超声导波管道缺陷的自动识别。     

点焊质量无损检测专用超声传感器的研制

结合常规超声传感器的研制技术,根据检测对象的特殊性,利用聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜研制了一种高频、高阻尼、窄脉冲点焊质量无损检测专用超声传感器;通过在压电薄膜、背衬等方面的改进措施以及改进前后的传感器性能的对比,说明了有关因素对传感器性能的影响。对超声传感器进行的性能测试结果表明:传感器性能达到了设计要求,可以用于点焊质量的无损检测。     

管道缺陷多超声传感器检测数据的神经网络融合

针对管道缺陷检测的现状,设计了超声传感器阵列检测系统,将神经网络技术应用于数据融合领域,采用改进的BP-LM算法对多个超声传感器测得的管道缺陷数据进行了融合处理.实验室检验结果表明,基于神经网络的数据融合大大提高了信号的质量,改进的BP-LM算法比标准BP算法融合效果更好,收敛速度更快.     

锚杆超声导波检测用功率放大器的设计

功率放大器是锚杆超声导波检测系统的重要组成部分,但国内还少有满足导波检测要求的功率放大器产品,本文针对锚杆超声导波检测应用特点设计了一种功率放大器。功率放大器采用A类推挽功率放大方式,利用传输线变压器宽带匹配技术,其工作原理为:先将不平衡信号转换为两路平衡信号分别放大,再经平衡-不平衡变换器转换为单路不平衡信号。经测试,功率放大器在1MHz-5MHz范围内,输出电压大于70V,达到设计指标。锚杆长度检测实验表明:功率放大器满足实验要求,其可作为超声导波激励源使用。     

基于超声导波的骨损伤检测技术

对骨损伤尤其是轻微骨裂的现场检测往往依赖于经验,缺乏可靠的现场测试技术。针对这一问题,对基于超声导波的骨损伤现场诊断应用技术进行了基础研究。分析了管状结构中的导波传播特性,根据骨损伤对导波传播影响,研究采用导波能量衰减曲线检测和定位骨损伤的发生情况;在仿生骨结构试件上进行了实验验证,对比健康和损伤骨结构中的导波传播能量衰减情况,可以较清晰地观察到骨损伤的发生和大致位置。实验结果表明,超声导波技术可以应用于骨损伤现场快速诊断中,具有较好的实用性。     

串脉冲超声导波断轨检测技术研究

针对传统的钢轨断轨检测效率低、无法进行实时检测的不足,对串脉冲超声导波断轨检测方法进行了研究.首先为了增强发射能量,同时达到脉冲叠加的目的,研发了脉冲个数、脉宽、间隔均可调的高压串脉冲超声导波发射系统;为了保证接收信号的信噪比和空间精度,用匹配滤波的方法对接收信号进行脉冲压缩.采用研制的串脉冲超声导波断轨检测系统,选用SH导波换能器在钢轨上进行了检测实验.结果表明,检测系统性能稳定,经过串脉冲叠加,使接收信号的幅值约为单脉冲接收信号的3倍,经过匹配滤波后,信噪比得到明显提升.该方法的换能器置于轨腰,能够对钢轨实现在线监测.     

负压检测传感器研制

本文介绍了一种用于便携式创伤恢复系统压力控制的,0～-50ka硅压力传感器的结构设计、制作版图设计及制作工艺。此系统通过形成的负压环境,加快创伤愈合。测试结果表明这种结构的传感器具有较高的灵敏度和较高的精度,性能稳定可靠,便于携带,并可利用微机械加工技术买现低成本批量生产。     

基于水膜耦合导波传感器的复合材料检测研究

复合材料因其具有各种优异性能而被广泛应用于航空航天领域,同时对其检测方法也提出了更高的要求。提出了基于水膜耦合导波传感器检测方法,通过理论计算与时频分析确定了水膜耦合导波传感器耦合材料、角度和频率的选择;采用SolidWorks三维建模软件完成了水膜耦合导波传感器的结构设计并加工成型;最后搭建了检测实验平台,在复合材料板上完成了水膜耦合导波传感器的测试。该方法可以有效解决检测的耦合剂使用问题,为自动化检测提供了技术支持。     

基于超声导波SC-DTW的金属板微损检测方法

针对金属板材的质量控制与服役性能评估问题,在对金属板材微损伤进行超声导波检测的基础上,结合形状上下文(shape context, SC)与动态时间规整方法对其损伤劣化程度进行量化评估.该方法以无损Lamb波信号为基准,采用动态时间规划(dynamic time warping, DWT)算法对损伤信号进行相似匹配分析对比,确定基准信号与损伤信号的最佳匹配路径.引入SC的轮廓识别方法对Lamb波的局部波形信息进行统计分析,以波形形状距离代替传统欧氏距离匹配方法,解决DTW相似匹配中的病态对齐问题.最后,将无损Lamb波与损伤Lamb波信号间SC-DTW匹配距离作为损伤程度的量化指标,采用随机闭合裂纹的有限元仿真模型和铝板弯折实验对所提出方法进行验证,结果表明,基于Lamb波SC-DTW的损伤量化指数对铝板早期裂纹具有较高的敏感性和较好的量化表征能力.该方法无需对波包进行识别,也不必进行复杂的特征提取,具有简单高效和抗噪声能力强等优点,在金属板服役性能评估与质量控制中有较好的实用性和推广价值.     

小型超声导波管道检测系统的研究和开发

针对目前我国超声导波检测设备的落后现状,根据超声导波检测的机理,采用新型高速单片机、模数转换芯片、高频线性功率放大电路、环状阵列压电陶瓷传感器和基于LabVIEW的数据采集软件,开发了一种集成化的小型超声导波检测系统.该系统能够在管道中激励和接收超声导波,通过对激励波及反射回波的时空位置分析,判断出管道长度及存在的缺陷.     

纵向导波磁致伸缩传感器信号检测的实验研究

阐述了纵向导波磁致伸缩传感器应用于钢管无损检测中的基本原理.对纵向导波磁致伸缩传感器激励导波和导波的信号检测进行了实验分析,利用磁致伸缩导波无损检测系统在管径为Φ38 mm的完整钢管激励不同频率导波,选择频散特性不明显的激励频率应用于缺陷管道检测,检测信号较好的反应出不同尺寸缺陷.该实验结论和数值计算结果相吻合.     

压力传感器检测系统的研制

在 - 6 0～ 85℃的温度范围内 ,压力传感器检测系统可以满足压力传感器静态特性参数的检测 ,它采用了液体传压原理、温度控制技术和计算机应用技术。解决了压力传感器的热零点漂移、热灵敏度漂移、非线性、迟滞和重复性在不同温度环境条件下难以精确检测的问题 ,为压力传感器的研究和使用提供依据 ,在压力传感器研制和生产中有着重要的应用价值。     

基于GMR传感器的金属表面缺陷检测系统设计

随着经济的发展汽车越来越普及,有些关键部位的零件如制动盘和转向节,在制造和使用的过程中容易产生一些细小的裂纹,这就需要在不给被测物体造成负面影响的前提下对关键零器件进行检测;针对传统的涡流传感器进行有限元仿真,分析了激励线圈和被测金属耦合时的传感特性;设计了一种基于GMR芯片检测微裂纹的探针,并开发了相应的测试系统;分析了GMR芯片敏感轴对检测结果的影响,采用小波分析的方法对数据进行处理,提高了信号的信噪比;实验结果表明,该探头灵敏度高,通过调整激励频率可以检测金属表面以下5mm处的缺陷。     

焊缝缺陷的超声检测图像识别方法

内部缺陷是影响焊接结构质量的主要因素．为了分析焊缝内部缺陷,快速得到敏感度高、边缘清晰的图像数据,本文根据焊缝缺陷的特点,结合声图像的特殊性,采用基于形态学的有噪彩色图像边缘检测方法,对原始图像进行滤波处理,实现了缺陷信息的有效分割,然后根据缺陷的特点通过数学统计的方法统计缺陷的特征值,最后通过实验证明该方法对缺陷的正确识别具有比较好的效果．