浅谈TOFD超声波衍射时差法

从TOFD超声波衍射时差法原理出发，阐述该方法的优点和局限性，对使用TOFD超声波衍射时差法检测提出一些建议。     

超声波时差衍射法图像近表面缺陷检测新方法

针对超声波时差衍射法(TOFD)图像近表面盲区问题,提出了一种超声波TOFD图像近表面缺陷检测新方法.首先根据超声波传播时间和深度的关系,提出了通过超声波TOFD图像重构新方法将超声波TOFD图像中深度与时间的非线性关系转换为线性关系,以减小测量误差.然后,为了有效提取混叠直通波中的缺陷信号,提出了基于峰值捕捉和阈值处理相结合的直通波拉直方法.实验结果表明,该方法能有效解决近表面盲区问题,提取混叠在直通波中的缺陷信号.     

基于改进时差法的超声流量计

利用时差法的改进算法设计出超声流量计,从测量原理上提高了流量测量的精度,同时给出以MSP430单片机为核心的流量测量系统的硬件电路设计,着重叙述了超声波发射与接收电路的具体实现,并提出低功耗的设计方法.     

基于互相关理论的时差法超声波流量检测系统

介绍一种时差法超声波流量检测系统.系统以两超声探头同侧V型安装方式.采集顺、逆流回波信号经插值后作互相关处理.由互相关函数的峰值得出两回波信号的时差,间接测出流量.插值算法的引入,提高了回波信号的时间分辨率实现了微小时差的测量.该系统测量精度高、统计特性好,在液压系统的测量中取得了较理想的效果.     

新型时差法超声波流量计

结合时差法超声波流量计的基本原理,提出了一种多脉冲法的设计方案.选用了时间数字转换芯片TDC-GP2、MSP430F155单片机和ispLSI1032 CPLD等芯片,介绍了时差法超声波流量计的测量原理,阐述了测量系统的组成及软硬件设计,详细分析了ispLSI1032内部各组成模块和设计原理;得到了较好的实验结果,测量结果波动的峰峰值不超过2 ns,2 s内可以跟上流速变化,精度高于1%.     

便携式时差法小管径超声波液体流量计

为了实现小管径、小流量超声波液体流量检测,研究了一种便携式时差法小管径超声波液体流量计。流量计以高速数据采集和互相关数据处理技术为基础,采用双处理器结构完成信号采样、时差计算及人机交互,解决了时差法小管径超声波液体流量检测过程中波形畸变、噪声干扰、时差测量、探头安装等方面的问题。     

时差法超声波流量计误差分析与研究

在检测液压系统故障时,利用时差法超声波流量计检测流量已经得到广泛使用,该文针对超声波流量计在使用中可能出现的误差进行分析并提出修正方案,进一步提高时差法超声波流量计在液压系统故障检测中的准确应用。     

时差法在超声波气体流量计中的应用研究

为了提高小管径煤矿瓦斯抽采管道的气体流量测量精度,基于时差法测量原理设计了超声波气体流量计,采用一对40 kHz的收发一体式超声波换能器作为发射和接收元件.以74HC00与非门设计的推挽式超声波驱动电路实现了低压驱动超声波换能器,并用集成红外遥控接收芯片CX20106A和单稳态触发器4013构成了信号调理电路,实现了对固定波形的稳定检测.利用高精度的时间数字转换芯片TDC-GP21作为计时芯片,实现了极低风速的测量.实验测试表明:设计的硬件电路具有良好的性能,测量风速分辨力可以达到0.1 m/s,提高了气体流量的测量精度.     

基于HC-SR04模块的时差法声速测量

提出了一种基于超声波测距模块HC-SR04的时差法测量声速的软硬件实现方法,并介绍了相应的硬件模块信号处理流程和测量程序运行流程。本方法可通过精确测量已知距离的声传播时间计算声速。利用所设计的实验装置,实际测量了空气中不同温度下多组声传播速度,测量结果与理论值的最大相对误差仅为0.6%,从而证明了本方法的可行性和合理性。与传统的共振干涉法、相位比较法等声速测量方法相比,本文方法具有实时性高、成本低、结构简单和精度高等优点。     

基于变型波的超声TOFD近表面检测新方法

为了解决传统衍射时差法超声检测技术(TOFD)法对埋藏在近表面的缺陷波无法辨识及近表面区域的测量误差大、深度分辨力差等近表面盲区问题,提出了一种新的近表面检测方法。该方法利用变型波波速较慢的特点,通过计算变型波、直通波及底面反射波,得出了变型波在纵波检测窗口出现的条件,并利用变型波对缺陷进行检测,以减小测量误差并提高检测分辨力,有效地解决了TOFD近表面盲区问题。在10个不同深度的人工缺陷中,对采用基于变型波的检测方法和传统检测方法的实验结果进行了比较和分析,并分别计算了其测量误差及检测分辨力。实验结果表明,该方法能够识别传统方法无法辨识的近表面缺陷,可有效检测到埋藏深度2.0 mm的人工缺陷,同时,该方法具有较高的测量精度和分辨力。     

基于 Lamb 波的数据传输与缺陷检测同步实现方法

在结构健康监测领域,超声导波相对于体波具有传输距离远、覆盖范围大、检测成本低的优点。提出了一种基于Lamb波的数据传输与缺陷检测同步实现方法,实现了超声系统的多功能复用。通过理论仿真与扫频实验验证了Lamb波模态调制理论,使用压电晶片主动传感器在铝板上以500 kHz的中心频率激发出S₀模态Lamb波进行数据传输和缺陷检测。针对Lamb波边界反射引起的码间串扰问题,采用移不变稀疏编码方法进行信息恢复,在具有反射边界的铝板上成功实现100 kbps的信息传输速率,并且误码率为0。同时,利用移不变稀疏编码中的原子信号进行结构缺陷检测,根据合成孔径聚焦技术实现了缺陷的准确定位,定位误差小于0.2%。     

基于激光超声体波的轨头内部缺陷检测方法研究

激光超声检测技术具有非接触、宽带宽和高分辨率的特点,针对常规超声对钢轨轨头内部核伤微小缺陷不敏感、定位定量检测难的问题,本文基于激光超声体波散射和衍射原理,提出了模态转换反射波和衍射波飞行时间的缺陷定位定量检测计算模型。通过COMSOL仿真建立了超声体波与内部缺陷相互作用的二维有限元模型,分析了钢轨内部缺陷处超声体波波模式转换状态,验证了定位及定量方法的可行性。其次,搭建了固定扫查激光超声实验检测系统,对不同埋藏深度和不同直径的孔缺陷进行B扫实验。实验结果表明,激光超声检测技术能有效的检测钢轨内部微小孔缺陷,基于所提出的计算模型和检测方法,对钢轨内部缺陷检测的定位相对误差在6%之内,定量相对误差在9%之内。     

基于灰关联分析的焊缝超声检测缺陷类型识别

本文提出了一种以灰关联度为测度识别焊缝缺陷类型的方法,并以夹渣、气孔、未焊透、未熔合4种焊缝常见缺陷为对象,对20个实际焊缝样本进行识别计算,并与射线检测结果对比.结果表明,该方法正确识别率达93.7%,具有较好的识别效果.     

基于时间反转法的管道焊缝区缺陷检测研究

焊缝在整个管网系统中是比较薄弱的部分,在温度、压力、介质腐蚀和振动的影响下容易出现裂纹缺陷,对管道的安全运行产生危害,并且有的裂纹很小,通过超声导波不容易直接识别出来.对超声导波检测管道进行了研究,在分析了超声导波对焊缝小缺陷的检测后,提出了一种运用时间反转法基于L(0,2)模态超声导波进行数值模拟的方法,选择4％作为...     

改进的核费舍尔方法识别材料微缺陷

由于微缺陷信号易受到材料结构噪声的影响,使得传统的分类方法对微缺陷信号的分类准确率有待进一步提高。因此,将核费舍尔方法用于微缺陷信号的分类识别中,并提出自适应的核参数优化方法。改进后的核费舍尔分类方法能够根据待分类数据的特点选择出最优核参数,因此对微缺陷信号的分类识别具有较高的准确率。为证明方法的有效性,用100 MHz高频聚焦探头对典型金属材料进行检测,采集夹杂、裂纹、缩孔和正常4类超声信号,分别从时域、频域和小波域提取出20个特征量,实验结果表明:利用改进的核费舍尔方法对4类微缺陷信号识别的准确率达到96.25%,比其他分类方法具有更高的准确率。     

建筑构件无损检测方法的研究

本文通过对层析成像方法的研究，建立了混凝土缺陷检测的超声反演和层析成像方法，利用计算机成像技术，采用有序波前重建的弯曲射线追踪算法和求解大型稀疏矩阵的带阻尼的最小二乘反演算法，研制了超声波层析成像系统，分析混凝土构件的超声波声时数据，得到反映混凝土构件内部声速变化的二维CT图像，直观地反映混凝土构件中缺陷所在断面的位置与范围。通过实验验证了该系统可以检测混凝土构件中缺陷的大小和形状。     

基于DSP的骨质疏松症定量超声检测技术研究

根据骨质疏松症定量超声关键参数的检测原理,研制单晶片、非聚焦的收发两用超声传感器,采用脉冲透射方法,研究以DSP为核心的定量超声关键参数检测技术,解决超声波信号在骨骼中衰减前后的数据高速采集,以及信号的同步发送与接收问题,利用DSP在线高速处理特点,对采集的波形数据进行数字滤波、FFT变换及互相关处理,实现宽带超声衰减参数BUA和超声传播速度参数SOS的在线检测。通过对人体在体检测,表明该技术能实现人体骨密度超声参数的有效检测。     

基于Halcon的电表铭牌缺陷检测系统

国家电网(State Grid)的快速发展扩大了智能电表的生产规模,电表铭牌作为其中关键部分,在生产中的印刷缺陷检测问题应运而生.利用机器视觉,设计了一种基于生成基准图像的电表铭牌视觉检测方法.联合Halcon软件与C#语言编写缺陷检测系统验证检测方法的有效性,结果表明:检测方法对电表铭牌印刷缺陷检测有较好的鲁棒性,能...     

基于三位置超声波检测的改进强跟踪UKF-SLAM方法研究

针对移动机器人使用超声波传感器检测环境时存在干扰与数据不确定性问题,在分析超声波传感器工作原理和相邻位置检测数据的关联特性后,提出了基于三位置超声波检测的环境轮廓构建方法,利用超声波对室内环境进行建图;再使用改进强跟踪UKF-SLAM将超声波测量数据和移动机器人驱动模型进行滤波融合,得到更准确的位姿信息与地图特征.搭建...