基于超声波的车架隐藏焊缝检测系统设计

针对现有超声波检测技术对车架号码区域隐藏焊缝检测时的延时缺陷,利用无损检测技术设计了一套基于可编程片上系统(system on a programmable chip,SOPC)的便携式超声检测系统。系统产生超声波激励信号激励超声探头并从探头获得车架处的回波信号,回波信号经数字信号处理系统可实时响应报警系统,根据报警系统响应情况可以快速、准确地检测出车架号码区域是否经过篡改。该系统克服以往系统响应延时问题,具有实时性,得到公安部验证并已取得良好效果,可快速、有效、准确、实时地识别出车架区域内部是否有修改的痕迹。     

基于FPGA的高分辨超声快速扫描成像系统研制

针对超声C扫描成像系统步进式扫描方式速度慢的缺点,研制了一套基于FPGA技术的超声快速扫描成像系统,实现超声换能器在扫描平台连续运动过程中回波信号的快速采集与传输。系统将高精度点聚焦超声显微测试平台和FPGA硬件化信号采集和处理技术相结合,采用FPGA技术进行数位信号的高速采集和处理,利用幅值法和时间法进行回波信号特征值提取,实现了超声快速扫描成像。利用该系统分别对特制试件幅值法和时间法的成像分辨率进行分析;并对硬币和电子封装芯片进行扫描成像测试。结果表明,系统扫描速度快,检测结果直观,成像分辨率高,横纵向分辨力可达50μm,不仅可实现快速清晰成像,而且可进行微小结构的检测,为材料内部缺陷快速检测成像奠定了基础。     

换热器管板角焊缝相控阵自动超声检测技术研究

在换热器的制作过程中,换热管与管板常采用焊接形式,焊缝的质量是保证换热器长期正常运行的关键。常规的超声检测方法具有系统复杂、检测效率低等缺点。因此,提出了相控阵超声检测技术,并开发了相控阵超声检测系统,以实现对管板角焊缝的自动超声检测。系统由周向步进电机实现周向扫查,纵向扫查采用相控阵探头电子线扫查,从而实现超声C扫描检测。通过带有气孔、未熔合等典型缺陷对检测系统进行试验研究。结果表明,该技术可以有效地检测出换热器管板角焊缝中的典型缺陷。     

AP1000蒸汽发生器接管焊缝内部超声检测系统

AP1000非能动压水堆的蒸汽发生器出水接管与主泵连接焊缝,被列入核安全监管部门要求的强制性检查范围。其壁厚较厚,属于异种对接金属焊缝,只能从接管内部接近被检焊缝实施超声检测。检测实施时工作环境辐照大、存在体内粘污风险、检测设备入口尺寸小、被检接管直径大、安装和检测位置为空间位置关系等客观存在增加了检测系统,特别是检测设备的设计难度。为满足该焊缝的检测需要开发的检测系统包括检测设备、控制系统、超声采集和分析系统、视频监控系统等。检测设备包含10个运动关节和多个部分,各部分通过快速连接结构连接。安装人员人孔外安装检测设备,然后远程控制10个运动关节实现检测设备的运载、定位、固定和扫查过程,完成对该焊缝进行内部超声检测。     

基于LabVIEW的超声检测虚拟仪器开发

介绍了在LabVIEW开发平台下开发超声检测虚拟仪器系统的过程,并给出基于VC++6.0环境编写数据采集卡动态链接库(DLL)驱动程序,通过LabVIEW的CLF模块调用这个DLL来实现数据采集.该系统不仅能实时显示采集的超声波信号,而且能够对焊缝的缺陷进行定位、定量和定性分析,实现了超声检测的数字化、图像化、智能化、自动化.     

基于FPGA的出砂信号同步采集与存储系统设计

为满足油气田生产中对油气井出砂信号的采集需求,针对传统出砂监测系统采集数据量小、分辨率低、结构复杂等问题,研究基于FPGA的超声阵列同步采集存储系统。采用FPGA+ARM组合的"漏斗形"设计架构,结合油气井出砂信号的指标要求,设计基于AD9650的多通道采集电路,实现对线形阵列分布探头信号的采集。此外,为减少无效通信数据量,准确捕获有效信号区域,同步缓存多通道数据,设计了出砂信号抽取检测模块,提出了多体并行缓存模组解决方案。结果表明,该系统对油气井出砂信号数据有着高效、快速的采集处理能力,满足了复杂环境下的数据采集要求,有效提高了油气井出砂信号实时监测的精度与效率。     

利用超声导波实现工业管道对接焊缝的远距离扫描

本文主要探讨利用超声导波实现包覆层下钢管对接焊缝的检测方法。该种方法利用超声导波探头激发和接收超声导波,并利用超声导波的自然聚焦原理实现管道对接焊缝的远距离扫描。检测时把导波探头放在裸露的钢管区域,探头激发的超声导波沿钢管传输到包覆层覆盖的焊缝区域,通过分析缺陷反射的导波信号即可判断焊缝的质量。     

基于结构光的压力容器焊缝超声检测技术探讨

压力容器焊缝质量关系着核反应堆回路系统的安全运行,为保证其可靠性,必须对该类焊缝进行无损检测。针对现有核反应堆压力容器超声检测技术应用的特点,通过结构光的3D成像技术,提出了一套应用机械手实现压力容器焊缝超声检测的技术方案,并对超声检测系统各功能模块展开探讨,为后续自动检测技术的发展提供思路。     

联箱管座角焊缝超声检测专家系统的开发

为了快速、准确地检出联箱管座角焊缝中的缺陷，研究开发出管座角焊缝超声检测专家系统。该系统解决了管座角焊缝主、支管两侧探伤的缺陷信号识别和缺陷定位困难等问题，亦能够对工艺规范、操作方法等探伤全过程提供指导和专家咨询。该系统采用visual Basic6．0语言设计而成，人机界面友好，操作方便。     

相控阵自串列扫查技术在管道环焊缝中的应用

介绍超声自串列扫查技术的原理、特点,以及在环焊缝CRC坡口检测上的应用。将自串列扫查技术与PAUT相控阵检测技术相结合,可确保整个焊缝区域缺陷的检出和精确定量,通过与AUT自动超声检测技术对比实验,证明可取代AUT检测方法,避免AUT检测系统造价高,设备重,数据分析判读难等问题。     

基于机器视觉的微间隙焊缝识别方法

影响焊缝跟踪精密性的关键因素是对焊缝位置的准确识别。利用磁光成像技术采集微间隙(0~0.1 mm)焊缝图像,对焊缝图像的特征进行分析,获得包含焊缝位置信息的感兴趣区域(ROI),针对感兴趣区域进行预处理和边缘检测,能提高图像处理的效率,又根据焊缝磁光边缘方向不一、细节丰富的特点引入多方向上的结构元素对形态学边缘检测算子进行优化,并与梯度边缘检测算子进行比较。结果表明,该方法能高效、准确地检测出焊缝中心的位置,为后续的焊缝跟踪提供有用信息。     

基于工业机器人弧焊的焊缝识别研究

从视频或图像序列中准确有效提取出焊缝位置信息是实现工业机器人自主弧焊的基础和研究关键。根据主动视觉识别技术,利用CCD摄像机和激光视觉传感器搭建硬件系统,进行焊缝图像采集,提出了一种基于图像预处理与后处理相结合的焊缝检测方法,以适应于复杂焊接环境情况下的焊缝识别。对原始采集图像做图像滤波等预处理工作滤除噪声和提高焊缝图像清晰度,通过改进图像分割和孤点滤波滤等图像后处理提取出焊缝感兴趣区域,最后通过几何分析法和斜率法提取出焊缝中心线和特征点,得到准确的焊缝位置特征信息,从而完成图像信息到焊缝位置信息转换。实验仿真结果表明,所提出算法在搭建硬件系统上的焊缝识别率达到92%,能够把误检率控制在11%左右,能够在复杂背景情景下准确提取出焊缝位置信息,满足工程应用要求。     

基于IPC的超声自动扫查系统研究

针对高压容器环焊缝经常存在未熔合、夹渣、裂纹等焊接缺陷,设计了一套利用示波器卡采集超声波检测仪KF端口输出的射频信号,对工件超声检测的时域信号实行全波列采集的自动扫查系统.介绍了该系统的工作原理、系统组成、硬件配置和软件结构,并分析了实现超声波采样与位置坐标采集同步的关键技术.     

焊缝缺陷检测现状与展望综述

针对焊缝表面成形缺陷检测存在的技术问题,对现有焊缝缺陷检测技术即磁粉检测、超声检测、涡流检测、渗透检测、磁光成像检测、红外检测以及结构光视觉检测法进行了深入研究。对检测原理、系统基本结构、各自的适用范围以及研究现状进行了论述;并分析总结了基于结构光视觉检测法的激光条纹图像采集、图像处理、特征提取和焊缝缺陷分类识别等技术相关的理论与算法;研究结果表明:为了满足焊缝缺陷全方位检测要求,可融合多检测技术,优势互补;随着人工智能技术的不断发展和焊件质量要求的提高,实现焊缝缺陷检测技术可视化、自动化是未来的发展趋势;人工智能技术是焊缝缺陷检测的关键技术,实现真正智能化检测需进一步研究。     

相控阵超声检测技术在核电设备贯穿件焊缝检测中的应用

某核电站设备中贯穿件套管与插入板之间以K型坡口形式进行组对焊接。为了保证焊缝质量,技术文件及标准要求热处理前、后均进行超声波检测。在贯穿件焊缝超声检测过程中发现,由于插入板尺寸的原因,导致焊缝侧扫查距离无法满足实际检测要求,部分插入板预留区域仅可以将探头放上,无法前后扫查移动。这样就会导致部分焊缝区域扫查不到,无法检测内部质量是否符合标准要求。为了进一步提升贯穿件焊缝质量的缺陷检测准确率以及检测覆盖率,通过制作模拟件(带人工缺陷)进行验证试验以及实际工件进行检测,证明应用相控阵超声检测技术不仅大大提高缺陷检测的准确率,并且基于相控阵扫查方式的特性可以在较短的扫查距离上实现焊缝100%检测。     

超声检测技术及其在煤矿机械检测中的应用

探讨了超声无损检测技术的发展趋势、超声信号去噪处理的研究进展以及超声检测缺陷智能识别的研究进展,并研究了超声检测技术在煤矿机械轴类零件、巷道锚杆及液压支架缸体环焊缝等煤矿机械中的检测应用。通过研究超声检测技术在煤矿机械轴类零件、巷道锚杆及液压支架缸体环焊缝等煤矿机械中的应用,使煤炭机械设备高效、合理的科学检测成为可能,为衡量煤炭产业生产自动化程度提供了重要指标。     

薄壁铝型材激光-MIG复合焊对接接头超声检测试验研究

薄壁铝合金型材对接焊缝结构复杂,并受检测空间限制,尚无可行的焊缝焊接质量检测方法。为此提出一种超声爬波检测工艺进行检测试验。通过设计型材结构试块、模拟焊缝余高试块和人工模拟缺陷试块等,研究型材结构与焊缝余高等对爬波检测的影响,并测试该爬波检测工艺对各种缺陷的检测能力。并与超声相控阵技术进行对比试验,分析两种技术对该种焊缝检测的适应性。试验结果表明:对于余高磨平的焊缝,爬波与相控阵的检测能力基本相当,能够检测裂纹、未焊透和未熔合等焊接缺陷,具有快速检测的优势;对于余高未磨平的薄壁焊缝,爬波检测发现缺陷的能力优于相控阵技术。试验结果可为实际工程检测提供参考和指导。     

振动时效和超声冲击在消除装载机前车架焊接残余应力中的应用

采用振动时效+超声冲击的处理工艺对装载机前车架的关键焊缝进行了消除焊接残余应力试验,得出经振动时效处理以后,焊缝处的残余应力可以降低30%~50%,而经超声冲击处理以后,焊缝中的残余应力可以100%消除,同时植入对疲劳有益的压应力,并且可以将焊趾与母材的过渡区域变得平滑,减小焊趾处的应力集中水平。在实际时,可以采用振动时效+超声波冲击的复合工艺来消除前车架中的焊接残余应力,即先用振动时效对前车架整体进行处理,整体消除焊接残余应力,然后再利用超声波冲击针对关键焊缝进行消应力处理。     

焊缝轮廓自动识别激光焊接系统研究

基于视觉系统对工件焊缝轮廓进行图像采集,经过软件处理,自动生成焊缝轨迹。系统包括图像采集模块,信号处理模块,轨迹生成系统及监视系统。着重阐述了图像采集及处理过程,并且对轨迹生成过程中的位置补偿进行分析,实现对工件的精确定位和焊接。图像信号经过软件程序处理转化成特征坐标值,对来料尺寸进行检测,实现对来料工件焊缝尺寸的判定。     

基于改进型正交匹配追踪的TOFD重叠信号分离研究

针对在使用超声衍射时差技术检测焊缝时,对于薄壁试件、近表面或尺寸较小的缺陷,各回波波形之间容易发生重叠和给波达时间的测量带来困难的问题,基于Gabor函数,对传统的正交匹配追踪算法的优化进行了研究,建立了超声TOFD检测信号特征信号库。利用波形的相似性从特征信号库中选择了与检测信号相匹配的最优原子,实现了重叠信号分离以及检测信号稀疏化,设计了超声TOFD实验系统,并对带有人工缺陷的试块进行了相关实验验证。研究结果表明,该技术能够有效分离重叠信号并精确测量超声波波达时间,缺陷测量误差小于0.28 mm。