合成孔径算法在混凝土检测中的应用

针对超声波在混凝土检测中出现的高衰减、高散射、结构噪声大、缺陷信号难于识别和提取的问题,采用合成孔径聚焦成像方法对信号进行处理,提高了成像的分辨率和信噪比。用超声波仿真软件WAVE 3000建立混凝土数值模型,模拟了超声波在混凝土中的传播过程并进行成像;搭建试验系统开展了混凝土超声波检测试验并进行了成像。成像结果表明:该方法可以使混凝土异常体处超声波的能量增强,结构噪声信号的能量减弱,有效提高了缺陷信号的信噪比和分辨率,为混凝土的超声检测提供了一定的参考价值。     

基于波束仿真的合成孔径聚焦成像研究

超声成像检测技术在现代工业无损检测中具有重要地位,已成为定量检测的重要手段。提高分辨率是目前超声成像的发展方向,成像分辨率是评价超声成像系统的重要的性能指标之一。但超声波在被检测物体中传播时,探测的深度与获得高分辨率是一对固有的矛盾,即高频超声系统的分辨率高但穿透深度浅,低频超声系统的分辨率低但其穿透深度深。通过对合成孔径的成像原理、成像算法、方位分辨率等问题的分析,从理论上论证了合成孔径成像的分辨率只和孔径的大小有关,而和脉冲频率的高低没有关系,阐述了应用合成孔径技术在超声波无损探伤系统的可行性。通过Matlab对单阵元合成孔径聚焦波束和多阵元合成孔径聚焦波束进行了仿真,为今后的实际应用提供了依据。     

新型超声波混凝土结构层析成像检测系统的设计

常规超声波混凝土检测仪仅采用一维超声信号,直观性差,分析依赖于人工判读,为此开发了一种新型混凝土结构层析成像检测系统.系统采用ARM技术和Linux操作系统设计,具有层析成像的功能,可以直观显示混凝土内部结构的强度分布和缺陷的位置.系统采用12通道数据同步接收,改进的ART层析成像反演算法,具有较高的收敛速度和精度,使得系统能够在现场实时地给出成像结果,方便了现场检测中的验证和重测.     

基于合成孔径聚焦成像的超声衍射时差法图像优化处理

为了改善超声衍射时差法(TOFD)检测图像品质,提高缺陷图像的横向分辨率,从基本原理出发,建立了D扫和B扫TOFD图像的合成孔径聚焦成像模型,对提高合成孔径聚焦成像品质的方法进行了研究,实现了TOFD图像的合成孔径聚焦技术与匹配滤波、维纳滤波、旁瓣抑制等算法的综合集成。试验结果表明,提出的合成孔径聚焦成像算法能有效改善TOFD图像质量,增强对缺陷尺寸的横向定量识别,有利于高分辨TOFD技术的实现。     

超声合成孔径聚焦技术在点焊质量检测中的应用

介绍了超声合成孔径聚焦技术(SAFT)的原理,利用该技术对航天钛合金电阻点焊试样进行缺陷检测和焊点熔核尺寸测量,并与射线检测及解剖金相结果进行了对比。结果表明,合成孔径聚焦超声检测技术适用于航天钛合金点焊产品的缺陷检测和熔核尺寸测量,可为点焊质量的综合评定提供可靠依据。     

基于合成孔径超声成像技术的混凝土腐蚀检测

地铁隧道盾构管片壁受工作环境中的腐蚀性离子作用，会产生腐蚀破坏，给隧道安全带来隐患，甚至可能减少隧道服役寿命，为此有必要对地铁隧道盾构管片壁进行检测。笔者结合合成孔径聚焦超声成像技术，对管片壁厚腐蚀破坏程度进行检测。首先，构建正演模型，对混凝土腐蚀结构进行有限元仿真分析，分析混凝土结构不同腐蚀程度对超声成像结果的影响；然后，分别对素混凝土平台和盾构管片构件进行检测试验。试验结果表明，超声成像技术可以快速、准确地实现素混凝土和盾构管片腐蚀状况的检测，可作为一种有效方法应用于地铁隧道工程检测中。     

TLB型复杂焊接结构超声SH导波成像检测

通过光弹试验分析超声水平剪切(shear horizontal,SH)导波具有优异传播性能,构建了超声导波成像检测系统,基于合成孔径聚焦对超声SH导波用于TLB型式复杂焊接结构成像检测进行了重点研究.结果表明,基于合成孔径聚焦的超声SH导波成像用于TLB型式复杂焊接结构构件检测是可行的,检测图像能够表征板材中区域特征,对焊缝有较好的定位功能,但在焊缝之后会形成长约100 mm的固有散射盲区.文中为进一步提高TLB型式复杂焊接结构超声导波成像检测应用水平提供了基础.     

厚壁筒形件内表面径向缺陷检测的超声聚焦技术

厚壁筒形件的周向超声检测过程中,超声波对内表面径向缺陷检测的灵敏度受到多种因素的影响。常规的超声检测技术存在灵敏度低、缺陷定位困难等难点;采用聚焦技术可提高检测的灵敏度,但横波接触聚焦法的检测范围受曲面和声场结构等因素限制。采用柔性超声相控阵聚焦技术,根据曲面形状设计聚焦法则,可以有效地解决厚壁筒形件径向缺陷超声检测的技术难题。试验结果表明:提出的柔性相控阵聚焦技术对厚壁筒形件内表面径向缺陷具有较高的检测信噪比。     

全聚焦成像技术在薄板焊缝检测中的应用

相控阵超声检测技术中的全聚焦成像算法,是一种基于全矩阵数据的虚拟聚焦后处理成像技术,因其具有精度高、算法灵活等优点成为近年来的研究热点。本文利用全聚焦成像算法,对薄板焊缝进行成像检测。实验证明,全聚焦成像算法可以利用多次波对焊缝进行成像,定位焊缝上的缺陷。     

用于棒材检测的手动水浸探伤纵、横波转换器

钛合金棒材由于材料及使用领域的特殊性,超声波检测标准要求高。本文采用水浸聚焦超声波探伤方法,设计用于手动水浸探伤的纵、横波转换器和适用于该转换器的对比试块,实际检测结果表明该转换器设计合理、简单实用,完全满足用户对钛合金棒材检测标准的要求。     

SAFT成像技术在棒材超声成像检测中的应用

以变形钛合金棒材为检测对象,将超声合成孔径聚焦技术(SAFT)算法进行适当的改进,使其适合棒材检测。对棒材试块进行SAFT成像和B扫描成像,通过比较,发现SAFT成像能够增强缺陷信号,提高检测灵敏度。     

奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测方法

在焊接热循环作用下,奥氏体不锈钢焊缝内部呈粗大柱状晶组织,且其取向在焊缝不同区域呈各向异性.针对粗大柱状晶引起的超声波散射和晶粒取向不同导致的声束偏折等问题,进行奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测方法研究.针对超声阵列获得全矩阵数据,发展了一种基于时间反转算子分解的超声阵列信号去噪方法.利用射线追踪法,研究了各向异性介质中超声波传播路径确定方法,并将其应用于奥氏体不锈钢焊缝超声阵列全聚焦成像的声束偏折校正.开展了奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测试验研究.结果表明,基于时间反转算子分解方法可以很好剔除检测信号中的散射噪声,凸显特征回波信息,可将全聚焦成像的信噪比提高10 dB,而波束偏折校正则可以提高超声阵列全聚焦成像中缺陷定位的精度.     

35CrMo钢弹性应力与超声纵横波的声时比关系

利用拉伸试验机和超声应力检测仪，对水电机组蜗壳螺栓(35CrMo钢)进行轴向拉伸，测定其在拉伸过程中的应力值及其对应的超声横波和纵波传播时间，获得横波与纵波的声时比，建立弹性应力与超声横波与纵波声时比之间的定量关系，为利用超声波实时测定螺栓弹性应力提供依据。结果表明，在35CrMo钢所承受的轴向弹性应力处于钢的弹性变形范围内时，超声横波与纵波声时比与弹性应力之间呈线性关系。对该模型进行误差分析，结果表明，利用超声横波与纵波测定的应力值与实际应力值之间的误差为0.04%～2.08%,满足工程要求。     

GB/T 27664标准中3种时基线性测试方法的对比分析

超声检测设备的时基线性直接影响缺陷定位的准确度。标准GB/T 27664.1-2011仪器部分的8.7节和9.6节,以及GB/T 27664.3-2012组合设备部分的3.2节指出了测试时基线性的不同方法。采用了标准中提出的3种不同方法对同一台超声检测仪的时基线性进行测试,对这3种时基线性的测试方法做出了详细对比。结果表明,标准中仪器部分8.7节的方法适用于数字式超声检测仪,其验收标准为时基线性偏差小于全屏宽度的±0.5%;9.6节的方法适用于A型脉冲式模拟和数字式超声检测仪,验收标准为时基线性偏差小于全屏宽度的±1%;组合设备部分3.2节的方法适用于现场或车间条件使用的超声仪器和探头组合设备,验收标准为时基线性偏差小于全屏宽度的±2%。     

管道环焊缝的全聚焦检测

全聚焦技术是一种基于全矩阵采集的虚拟聚焦图像后处理技术,全聚焦算法将成像区域分割为多个网格,对每一网格都进行聚焦,使得超声成像结果更加均匀平滑,成像质量优于常规相控阵超声检测方法的质量。根据全聚焦成像的技术特点开展管道环焊缝相控阵超声全聚焦检测工艺方案的研究,参照管道环焊缝试块设计标准设计并制作全聚焦验证试块,针对全聚焦验证试块、全自动超声检测(AUT)校准试块开展相控阵超声全聚焦检测试验。试验结果表明,对于V型坡口,全聚焦成像效果好;对于小角度的自动焊坡口,常规全聚焦检测时接收超声回波困难,存在检测灵敏度低的问题;通过对全聚焦算法的优化改进,提高了小角度缺陷的检出率,证明全自动焊焊缝可采用全聚焦技术进行检测。     

智能型与模拟型超声仪测量声时的对比试验

采用不同种类、不同型号的超声仪对同一匀质环氧树脂试件进行声时测量对比试验,发现不同仪器会导致测量的声时数据存在偏差,直接影响超声声速检测值的准确性。分析表明影响匀质试件超声检测结果的原因是操作者对仪器开机时扣除零读数t0方法的不准确,该偏差与使用模拟型还是智能型超声波检测仪无关。     

JJC—1型计数式超声检测仪

用途JJC—1型计数式超声检测仪是用高频超声脉冲来测定金属和部分非金属材料的超声速度和超声衰减,从而用于辨别材料的物理性能(如弹性模量、晶粒度、密度、均匀性、强度等)。同时适用于材料缺陷的超声探伤(如裂纹、缩孔、汽泡、夹渣等)。该检测仪具有高精度的时间测量装置,并采用计数式数字显示系统,对时间的测量和缺陷的位置,都给予直观数字显示,使数据读测快速、准确。仪器附有撮影装置和     

聚乙烯管道热熔对接接头的超声相控阵检测

在研究聚乙烯管道热熔对接接头超声检测中超声波反射规律的基础上,提出对该接头使用超声相控阵检测技术。研制了基于相控阵聚焦和超声实时成像技术的超声自动检测系统,通过液体楔块的声阻抗匹配,克服了聚乙烯材料声衰减严重和检测界面声能损耗对超声检测造成困难的问题。通过制作典型缺陷的聚乙烯接头缺陷试样,进行了可靠性测试和工艺试验,结果表明,提出的超声相控阵检测技术能可靠地检测出聚乙烯热熔对接接头中的典型缺陷。     

超声成象系统中信号处理和图象显示的方法

介绍ＮＹ－１０１超声成象仪中超声信号的计算机处理、缺陷图象实时显示和后处理的方法。该仪器不仅具有数字化超声波检测仪的功能，而且可以对缺陷进行实时Ｃ＋Ａ成象显示和图象的后处理。现场试验表明，该仪器可以提高缺陷定位、定量精度。     

超声探伤仪器中基于热设计需求的工业设计

随着超声探伤仪器性能、功能的提升,产品的输入功率也在增大;而超声探伤仪器对防水、防尘性能有特别要求,故对超声探伤仪器的工业设计提出了新的需求,即工业设计必须基于产品的热设计来进行。基于热设计的基本理论,通过实例介绍了某超声成像检测仪在不同模块不同热设计需求条件下的工业设计。