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。     

影响磁导率测试的电磁检测探头设计因素分析

为了实现对某型火炮关键零部件硬度的原位无损检测,提出了一种基于磁导率测试的硬度电磁检测探头。该探头以差动方式实现检测,它包括检测线圈和参考线圈,磁导率变化引起感应电压变化由电桥电路实现输出。在此基础上,进一步建立对应的电磁场—电路耦合仿真的有限元模型,深入分析了探头结构和尺寸、检测频率及后端电桥电路对检测性能的影响,其结果可为实际探头的制作提供理论指导。     

基于ZYNQ的阵列涡流无损检测系统

圆柱形金属试件的阵列涡流检测可以通过几个围绕试件布局的阵列线圈组成的探头来完成，阵列涡流探头由完全相同的8个线圈组成并在一定的空间结构下完成对金属试件的探测。设计1个基于Zynq-7020的阵列涡流检测系统，该系统借助激励通道的8个模拟开关可以对一个或多个线圈进行激励，借助一个8选1模拟开关可以对8个阵列线圈进行分时采集，通过数字相敏检波算法完成对信号的提取。试验结果表明，此系统可以保存、传输、处理阵列探头的激励信号和感应信号，并完成测量阵列探头灵敏度的试验任务。     

一种基于感应原理的城市地下管道检查孔定位系统

介绍一种用于城市各种地下管道中被覆盖的检查孔定位的检测系统。系统的传感器由探头及发射和接收电路组成。根据电磁感应原理设计了实用的探头线圈。发射电路产生发射线圈所需的激励,接收电路处理来自接收线圈的检测信号。由地面上的数据采集系统根据检测信号以及距离检测结果得到被覆盖检查孔的准确定位信息。经过实际管道中的现场实验,得到了令人满意的测试结果。     

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。     

基于LVDT的新型信号调理电路的设计

LVDT线性可变差动变压器,其输出信号为两个线圈的差动电压信号,能够实时的、高准确性的将机械位移信号转化成电信号;传统LVDT信号调理电路存在不易散热、检测修复困难、性价比低、适用范围窄等问题,文中设计了一种新型LVDT信号调理电路,该信号调理电路由驱动电路、整流归一化电路和滤波放大电路组成,测试结果能够匹配LVDT的输出信号特性,达到LVDT信号调理的各项指标要求,实验结果表明该设计具有一定的可行性.     

采用RLC激励的EMAT圆柱探头设计参数分析

电磁超声换能器(EMAT)的线圈探头是激发和接收检测信号的传感器,为获得满足检测需要的具有一定频率和幅值的超声信号,需要对线圈探头进行合理的结构设计,以提高检测效率。在介绍RLC脉冲激励源原理的基础上,提出了空心圆柱线圈探头,并针对探头在激励和换能过程中的双重作用,详细分析了线圈探头的各种参数对激励信号源和检测效能的影响,为采用RLC脉冲放电激励的线圈探头设计提供了理论和实际指导。依据分析结果,设计了探头线圈和实验检测系统,证明了理论分析的正确性。     

基于特征放大的小波反应堆CRDM动作检测

为保障核反应堆安全运行,可靠地检测反应堆核心部件——控制棒驱动机构(CRDM)动作是极其必要的。针对控制棒驱动机构线圈电流动作点信号变化能有效反映控制棒驱动机构动作状态的特性,设计了基于特征放大的小波反应堆CRDM动作检测方法。由控制棒驱动机构电路构建无动作点电流上升段曲线模型,利用该模型对电流动作点部分特征进行放大,再对特征放大的电流动作点进行小波分解,从而实现对线圈电流动作点的检测。利用MATLAB对算法进行验证。验证结果表明:该方法对控制棒驱动机构线圈电流动作点的辨识度达到9.43。相较于小波变换,基于特征放大的小波变换检测算法对控制棒驱动机构线圈电流动作点的辨识度更高、辨识度阈值范围更大,可以更可靠地检测出控制棒驱动机构线圈电流动作点。     

一种适用于微弱传感信号检测的锁相放大电路

针对复杂噪声环境中有效提取出微弱传感信号的问题,设计了一种实用的锁相放大器电路。该设计通过产生两路正交的矢量参考信号与经低噪声放大和带通滤波后的被测信号相乘实现信号相位差检测,经过低通滤波和均方根计算等实现对微弱信号的提取。该设计采用了一种基于变换的方波乘法器,实现了动态范围宽、直流漂移小、线性度高的乘法运算,进一步提高提取信号的精度。测试结果表明,该设计不但提取的信号精度高,而且电路结构简单,对元件一致性要求低,克服了普通放大器需要被预知被测信号和参考信号相差的问题。     

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.     

ACFM探测线圈的结构优化及试验测试

采用数值分析的方法,提出了全新的ACFM数学简化模型,推导出裂纹上方的电磁场解析解,进而对BX探测线圈结构进行了优化设计,并从试验的角度验证了优化设计的有效性.研究结果表明:随着BX探测线圈高度尺寸的增加,探测线圈的提离敏感度呈下降趋势,同时探测线圈的感应电动势得到提高,有利于对提离干扰的抑制和对微弱电磁场的提取.     

公路路面裂缝类病害图像处理算法研究

文章在对公路路面裂缝类病害的检测过程中,通过认真分析路面病害图像特征,研究了适合于路面病害识别的图像处理算法。由于裂缝类病害的类型包括横向裂缝、纵向裂缝和不规则裂缝,边缘可能在各个角度方向存在梯度,因此,文中构造了8个方向的模板对图像进行Sobel边缘检测。边缘检测处理后,结合加权的邻域平均噪声滤除算法和Ostu图像分割算法对病害图像进行处理,处理结果相对于其他经典算法,裂缝边缘宽度较细(2个像素),并且裂缝的边缘保护很好,裂缝边缘之间断续情况较少。该算法用于对公路路面裂缝类病害的识别检测过程中,检测精度和检测效果都很好。     

基于图像分析的飞机蒙皮裂纹检测

为实现飞机蒙皮裂纹的自动检测，在通过云台搭载长焦成像系统进行扫描成像的基础上，研究蒙皮图像处理与裂纹参数提取算法。针对飞机蒙皮图像的特点，首先通过光照一致化、自适应灰度拉伸、分区大津（OTSU）法阈值分割等处理得到裂纹的二值化图像；然后利用连通域的面积、矩形度等特征剔除块噪声；在去噪的基础上，对二值化图像中的裂纹部分进行细化、去毛刺等操作，并通过去节点获取各条裂纹枝干；最后以枝干像素为索引，逐点跟踪获取各条裂纹枝干的长度、平均宽度、最大宽度、起点坐标、终点坐标、中心坐标、裂纹走向及数目等信息并由检测软件输出裂纹检测报告。实验结果表明，所提方法可有效检测宽度大于1 mm的蒙皮表面裂纹，为飞机机身和机翼蒙皮表面裂纹的自动检测提供了一种可行手段。     

基于小波分析和伪彩色处理的轮毂图像增强

针对轮毂X射线图像随机噪声大、对比度低、分辨率较低、不利于对缺陷进行检测的问题,该文充分利用小波降噪增强技术和伪彩色增强技术的优点,提出基于小波分析和伪彩色处理的轮毂X射线图像增强方法。首先将轮毂X射线图像用改进的小波增强方法进行降噪增强处理,提高图像的对比度及细节可见度,然后进行基于HSI颜色空间的伪彩色处理进一步提高图像分辨率,最后得到增强后的轮毂图像。实验结果表明,该文提出的方法提高了轮毂X射线图像的分辨率,在降噪的同时产生更好的视觉效果,方便进行轮毂缺陷的检测。     

形态学与区域延伸相结合的图像裂缝检测算法研究

在复杂背景下,由于光照不均、混凝土气泡、阴影等噪声干扰,导致路面裂缝误检并存在不同程度的断裂。为了解决此问题并实现路面裂缝的精确检测,提出一种结合数学形态学和区域延伸的裂缝检测算法。该算法首先用形态学对自然条件下采集的路面图像进行预处理,并结合Canny边缘检测和形态学来对裂缝进行粗略检测,然后用区域延伸算法对裂缝进行精确检测,最后对检测裂缝进行后处理。实验结果表明,提出的算法能够对图像裂缝进行高效、精确的检测。     

基于视觉检测技术的轮毂位置精确测定

针对工业技术智能化的发展趋势,及电动车轻质合金轮毂机械加工工艺,对装卡位置精度要求高,文章研究一种有效的轮毂装卡位置精准测定方法,以解决当前检测方法,易受人为因素影响、效率低、稳定性差等问题;提出一种基于机器视觉技术的非接触式轮毂装卡位置精确测定方法,应用CCD工业相机搭建视觉检测系统,运用双特征位置精确测定方法,提取相机摄入图像中轮毂气门孔和中心孔的两处主要特征,通过对双特征数据的分析与计算确定轮毂位置精度误差,并根据计算数据输出装卡位置误差,应用分段位移、逐渐次定位的方式进行反馈补偿;通过实验测量表明,在系统的测量参量值中,角度标准差为0.022 6°,测量不确定度为0.003 6°,测量精度理想,平均检测时间为0.29 s,检测时效性良好,能够满足轮毂自动化加工位置检测的性能要求。     

直接数字合成技术在智能金属探测器中的应用

在平衡线圈式智能金属探测器的设计中，使用了三片直接数字合成(DDS)芯片AD9832。考虑到其精确的数字调节频率和相位的功能，通过DSP2407控制，产生两路同相位的正弦波信号和一路与之正交的正弦波信号。运用X—R正交分解原理，最终处理分离出对铁和不锈钢成分灵敏的振幅和相位信号。此方法避免了模拟电路带来的误差。     

飞机动力机轮动力性能测试加载方法

飞机动力机轮采用电力驱动飞机在地面自主滑行,可以减少飞机发动机驱动滑行的噪声、排放和燃油消耗,受到航空业界的普遍重视;然而,其测试技术目前仍处于起步阶段,以真实飞机为负载的测试方法面临着硬件成本高、测试环境不稳定等因素的困扰.分析了动力机轮的动力性能,依据动力机轮地面滑行的受力状态,提出了动力机轮动力性能的实验室测试方案,给出了动力机轮载荷模拟加载及控制方法;理论推导了位置跟踪型闭环负载模拟控制器的控制精度,并通过算例进行仿真验证.研究表明:采用所提出的测试方案可在实验室环境下对动力机轮的动力性能进行测试;位置跟踪型闭环负载模拟可以实现指定转动惯量的无误差加载.     

多轮系防滑验证试验测控系统的设计与实现

在地面惯性试验台上进行刹车模拟试验,是目前国内外常用的测试机轮刹车系统功能与性能试验方法。充分地在地面对影响飞机刹车性能的问题进行验证和解决,使飞机机轮及刹车系统达到最理想的装机条件和工作状态,需要依靠先进的系统检测试验手段。针对此类问题,尤其是多起落架、多机轮配置的大型飞机刹车系统试验对于整个起落架性能及匹配性问题,开展了本系统的设计及验证工作。多轮系机轮刹车系统综合动力试验台验证及系统防滑试验具有系统监测控制、信息采集、数据解析、实时显示存储等功能,能直观地展示试验过程以及结果,进而全面验证大型飞机起降系统的综合性能。改良原来的多轮防滑刹车试验系统,完善并提供必要的试验条件,缩短了机轮试验研制周期,实现起落架、机轮、刹车系统集成的匹配性、协调性、安全性和可靠性测试,极大地降低了飞机试飞的风险和成本。