利用正交型锁相放大器实现三维磁场微弱信号检测

变磁场测量(ACFM)是近年兴起的可以定量的无损检测技术,为实现该检测方法,设计了由矩形激励线圈和正方体检测线圈构成的三维ACFM传感器激励和感应空间磁场的变化,提出了利用正交型锁相放大器(LIA)的信号检测方法实现传感器的每个方向毫伏级变化的微弱感应电压信号的精确测量。并在此基础上建立了基于频率扫描技术的缺陷识别模型,结果表明:该检测方法达到了对三维磁场微弱感应信号测量和对任意走向裂纹识别的目的。     

军车发动机低压涡轮叶片裂纹失效检测系统设计

针对传统的军车发动机检测系统对于低压涡轮叶片裂纹失效检测的实时性和准确性较低的问题,设计了一款新的军车发动机低压涡轮叶片裂纹失效检测系统;该系统主要由叶片频率检测部分和叶片裂纹实验部分构成;硬件部分主要包括NI USB-9233、PCB加速度传感器、MA-600功放器、PYD-1型电涡流急诊疲劳试验器、以及PCB力锤等构成;软件部分主要针对叶片裂纹检测界面进行了设计,主要设计了检测系统的主界面、检测通道、检测信号模块和信号波形显示模块;最后进行实验,实验中对叶片上的20个测试点进行锤击,在进行通道参数设置的过程中,需要设置通道1作为力通道,通道2作为叶片裂纹信号响应通道;实验结果表明文中算法对叶片裂纹深度0.2mm~2mm的发动机低压涡轮叶片检测准确率达到98%,比传统算法提高32%,取得了令人满意的效果。     

航空发动机滑油系统金属屑末在线监测技术

针对航空发动机滑油系统中金属屑末在线监测难、检测灵敏度低的现状,基于电磁感应原理,理论推导出了金属屑末通过传感器线圈引起的感应线圈输出电压的表达式,仿真分析了金属颗粒通过传感器时的输出电压,并通过相敏检波(Phase Sensitive Detection, PSD)技术对传感器感应线圈采集到的信号进行解调处理,以提高传感器的采集灵敏度。实验验证了在使用频率为80 kHz、幅值为±10 V的正弦激励信号对13 mm管径进行监测时,传感器对铁磁性金属颗粒的检测灵敏度为80μm,对非铁磁性金属颗粒的检测灵敏度为350μm;为感应式金属屑末传感器的设计提供了理论和技术支持,为航空发动机滑油系统中的金属屑末在线监测提供了技术保障。     

脉冲涡流无损检测系统的设计

阐述了脉冲涡流无损检测系统的基本原理和组成。介绍了利用圆柱形线圈作为传感器进行金属导体表面裂纹的无损检测系统的激励源、信号放大及A/D转换部分。经实验表明:采用激励频率为1000Hz,占空比45%~55%时的测试效果最佳;激励电压采用7.5V,信号总放大倍数为1000得到的信号最适合PCI1712进行数据采集;缺陷深度与涡流的峰值电流相对应。     

柔性矩形涡流阵列传感器裂纹检测性能研究

针对飞机金属结构广布疲劳损伤的检测需求,介绍了一种柔性矩形涡流阵列传感器,通过有限元模型分析了其裂纹响应特性,并搭建模拟裂纹检测系统.通过试验研究了传感器的裂纹检测特性,优化了裂纹检测频率.研究表明:当裂纹"扩展"进入感应线圈的检测范围时,输出信号的幅值开始快速增加,若以各感应线圈幅值信号开始快速增加的"拐点"作为特征量,就可实现裂纹长度的定量检测;当归一化激励频率为0.3时,传感器的裂纹检测能力达到最优.     

平面式电容传感器阵列测量复合材料技术研究

基于复合材料及其内部不同损伤具有不同介电特性,采用平面式电容传感器阵列实现可视化无损检测。论述了系统的构成和测量原理,分析了影响测量效果的因素,并设计了信号转换和采集处理电路。基于简单的激励测量模式和共轭梯度算法,对比分析了仿真与实验结果。实验结果验证了基于电容敏感机理的平面式电容传感器阵列对复合材料内部缺陷检测的可行性和有效性。     

叶尖定时旋转叶片振动测量新技术

设计了一套基于叶尖定时传感的旋转叶片振动测量系统.系统主要由光电传感系统、振动信号采集与预处理系统、叶片振动数据处理系统3部分组成.叶尖定时传感器采用单根光纤发射、多光纤接收的Y型结构,并用高性能专用集成芯片完成弱光信号的放大检测,使传感器信噪比大于500,信号带宽大于50 MHz.设计了基于PCI总线,并融合CPLD和DSP技术的高速叶尖定时信号实时采集与处理板卡;建立了同步共振条件下叶片振动的数据处理模型,实现了叶片振动的实时监测.     

一种用于钢球表面缺陷检测的电涡流传感器研究

电涡流检测法可以非接触性地检测钢球表面和亚表面缺陷,检测信号与激励频率裂纹的深度以及被测钢球的电磁特性有关。由于干扰信号的串入,所以应对涡流探头的输出信号进行处理。在处理的过程中引入相敏检波法,对输出信号进行正交分解和坐标旋转,从而将干扰信号变换到X轴方向,避免对缺陷信号的干扰。实验证明该传感器检测效果良好。     

钛合金深层裂纹缺陷涡流检测仿真与实验研究

针对常规涡流只能检测金属构件近表面缺陷的瓶颈,本文基于TMR隧道磁阻阵列设计了多通道差分激励涡流检测探头,实现了对钛合金板件深层裂纹缺陷的检测.通过模拟优化了线圈参数,设计了差分式矩形激励线圈组合结构,从而提高TMR阵列对缺陷的检测效果,并制作了TMR阵列的差分涡流检测探头.分别针对钛合金板件表面3 mm和4 mm下的深层裂纹缺陷进行实验测试,表面3 mm下的长度为12 mm、6 mm、3 mm微裂纹检测得的感应磁场强度分别为0.01992 mT、0.0152 mT、0.00528 mT;表面4 mm下的6 mm长微裂纹的感应磁场强度大约为0.00448 mT.结果表明,所设计的TMR阵列涡流探头对缺陷长度变化相较于宽度变化更为敏感,能有效检测出深层微小裂纹缺陷.     

基于ANSYS的管道腐蚀缺陷有限元仿真

为了实现对管道腐蚀缺陷的识别,利用ANSYS有限元仿真软件,建立了管道腐蚀缺陷的三维有限元仿真模型;通过加载脉冲方波激励,分析了管道上感应磁场和电流分布情况,求解了检测线圈上的感应电压信号;仿真结果表明电压信号的峰值与腐蚀缺陷的体积有关,而过零时间与腐蚀缺陷的深度有关,通过提取峰值和过量时间这两个特征量可以实现对腐蚀缺陷的定量检测。     

一种用于盘孔裂纹检测的差动式涡流探头的设计与实现

为了实现对某型发动机篦齿盘均压孔的原位、无损探伤,设计了一种差动式的涡流检测探头,探头由一个激励线圈和两个感应线圈组成,由于检测线圈结构上的对称性使得探头对盘孔周边的表面裂纹敏感,同时对激励线圈和检测线圈匝数比的优化设计也能有效增强输出的差动信号,降低干扰。信号调理电路采用正交锁相放大对输出进行正交分解,得到包含信号幅值和相位信息的两路直流分量作为裂纹检测的特征量。对篦齿盘均压孔标准试件的检测结果表明该探头能够很好地实现盘孔周边微小裂纹的检测,灵敏度高。同时,这种差动式的探头结构同样也可用于其它盘孔的裂纹检测。     

基于ZYNQ的涡流无损检测系统的设计

涡流无损检测技术是以电磁理论为基础的非接触式的检测技术,具有结构简单、不受介质影响、抗干扰能力强等优点;根据涡流检测原理设计了一种基于Zynq—7020平台的可变频的检测系统;Zynq—7020为片上系统,该平台既能发挥FPGA并行运算的优势,同时具备了处理系统的灵活性,能够实现对数据的高速采集和实时处理;通过上位机可以改变激励信号的频率,适应不同厚度金属的检测;该系统从数字信号处理角度实现阻抗分解,能够显著地提取缺陷信号;并通过实验验证了系统的可行性,实验结果表明该系统可以检测0.2 mm大小的缺陷.     

低温型风力发电机叶片缺陷自动检测方法研究

针对人工检测发电机叶片缺陷时存在的检测结果不精准,检测时间较长的问题,以低温型风力发电机为研究对象,设计了一种基于机器视觉的叶片缺陷自动检测方法。在分析叶片缺陷特征及参数的前提下生成叶片缺陷图像,利用数字图像处理技术对叶片缺陷图像进行灰度化与滤波处理,采用通域递归法提取叶片的缺陷特征并构建最优阈值,最后利用机器视觉技术,实现发电机叶片缺陷的自动检测。在MATLAB平台内模拟发电机叶片缺陷的检测过程,结果显示,基于机器视觉的检测方法能够准确检测出发电机叶片表面的擦痕、裂纹等缺陷,较人工检测精准度高26.7%,且检测耗时较短,说明机器检测具备有效性。     

轮辋裂纹检测方法研究

综合运用图像边缘检测、形态学运算、傅立叶变换、最优阈值分割等多种方法,提出一种适用于车轮轮辋探伤系统的裂纹检测方法。该方法能有效抑制背景光照不均和去除背景刀纹,同时较好地检测到裂纹特征。实验表明该方法具有运算速度快,漏判误判率低的特点。     

发动机叶片机器人精密砂带磨削精度检测技术

当前精密砂带磨削精度检测技术检测准确率低,检测效率差。为了解决上述问题,引用发动机机器人研究了一种新的精密砂带磨削精度检测技术,对其精度数据进行采集,将采集出的系统数据作为基础信息来源,获取叶片零部件的点云信息,处理机器人的工作主坐标系,通过三维激光扫描获取叶片机器人的准确信息,同时配以打磨剖光操作,以PCA算法解析,进一步将数据集简化,根据数据主要分布规律选择合适的算法加工位置与范围,在三维空间中,将点分别对应坐标轴中的点进行匹配,通过对磨削接触面的轮廓以及磨削表面完整性进行分析,以实现对发动机叶片机器人精密砂带磨削精度的检测。实验结果表明,相较于传统检测技术,发动机叶片机器人精密砂带磨削精度检测技术检测精度提高了31.28%,检测误差降低了15.21%。     

飞机发动机叶片裂纹自适应检测算法的研究

发动机叶片裂纹检测是机务维护的重要内容,能否快速准确地检测叶片裂纹,对于缩短战场抢修时间、保障飞机的完好率具有重要的意义.本研究采用基于边缘检测的小波滤波和自适应阈值分割算法,实现叶片裂纹的自适应快速检测;基于边缘检测的小波滤波方法能动态的确定分解层次,有效抑制了噪声点的影响,提高了图像的视觉效果;自适应阈值分割是通过迭代的方法寻找图像的最佳分割阈值,能自动、可靠地检测裂纹的位置、长度等特征.仿真结果验证了这种检测算法的有效性,能满足外场对发动机叶片裂纹检测的要求.     

VC++与Matlab混合编程及其在轮辋裂纹检测中的应用

文中结合轮辋裂纹检测系统介绍了几种VC 与Matlab混合编程的方式,并具体分析了它们在轮辋裂纹检测中的可行性,得出了在轮辋裂纹检测中可以采用Matlab引擎的结论。最后结合边缘检测、形态学运算、最优阈值分割等多种方法,采用Matlab引擎较好地实现了轮辋裂纹检测,取得了理想的效果。实验表明该方法在轮辋裂纹检测系统的开发中大大提高了编程效率。     

3D计算中高速图形转换器算法设计

在图像处理过程中的分析图像的特征,需要达成特征提取,为后续的图像处理和分析。在目标图像的提取过程中,本文选定了特征角点特征。角点定位准确的图像匹配在三维重建中起着重要的作用。角落像素相对于外在的像素灰度值的突变或凸形状的像素点较为集中。本文分析了三个角点提取方法:苏珊角点检测方法,哈里斯角点检测方法,多尺度结合苏珊算法改进,亚像素角点检测方法,以便满足系统对精度的要求。     

Non-conservative stability of a cracked thick rotating blade

A finite element model is applied to the non-conservative stability problems of a cracked thick rotating blade. This finite element model can satisfy all the geometric and natural boundary conditions of a rotating blade. The blade is considered to be subjected to follower moments and aerodynamic forces. The effects of crack locations and crack sizes are studied. It is found that the rotation speed and crack can change the stability characteristics of a non-conservative system.     

基于巨磁电阻传感器的磁珠检测方法

根据多层膜巨磁电阻(GMR)传感器检测速度快、灵敏度高、仪器易于小型化的特点,比较了不同磁场激励方式与输出信号处理方法,采用电桥电压与激励磁场双调制的检测方法,提高了传感器的信噪比,实现了微米磁珠的定量检测和纳米磁珠的定性检测.