基于FPGA的超声导波宽带激励源设计

超声导波检测效率高、距离远,逐渐成为焊缝缺陷检测的有效方法之一。目前国内的超声导波检测信号激励源通常将信号发生器和功率放大器组合使用,操作不方便且功率放大器价格昂贵,不能满足远距检测。为了克服其缺点,设计了一款基于FPGA的超声导波检测宽带激励源。该激励源的激励频率、脉冲周期数、脉冲检测均可根据不同的检测对象灵活可调。在50Ω负载上,激励源的功率放大器在250 kHz～4.5 MHz的激励频率范围内能够实现100 Vpp的输出幅值,可直接驱动压电换能器。软件部分使用Verilog语言设计了各硬件的驱动程序及与上位机的串口通信协议。经试验验证,搭配接收采集模块,激励源可实现500 mm长焊缝缺陷检测。模块体积小,性能可靠,具有一定的实用价值。     

基于LTC3872的超声导波检测系统电源设计

电源部分是超声导波检测系统的关键组成部分,良好的电源设计能为运放电路提供稳定、高效的电源保障,确保检测数据的可靠性和准确性。本实验对Linear公司推出的LTC3872电源芯片进行研究,完成了以FPGA为核心的超声导波检测设备的脉冲功率电源系统的设计,测试结果表明,系统工作稳定,电气参数符合预定的要求,为超声导波检测系统的小型化打下良好基础。     

无缝钢管超声导波检测技术

为快速检验无缝钢管上的缺陷，在薄壁上径管上进行了超声导波检测技术应用的实验研究。为此，介绍了超声导波激发的基本原理，设计了超声导波探头，并应用于地质套管件的无损检测。结果表明，超声导波技术检验速度快，可有效地提高检测效率，并且有良好的现场可操作性。     

嵌入式管道超声导波检测系统设计

针对我国目前小型管道超声导波检测设备稀少的现状,提出了基于STM32和FPGA的超声导波管道检测系统的设计方法,进行了软、硬件的设计与开发.系统硬件部分采用模块化的设计,主要由超声导波发射模块与接收模块2部分组成.基于系统硬件环境,成功进行了μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统和μC/GUI图形用户界面的移植,编写了检测系统的应用程序.实验表明,系统能够正常运行,达到了系统设计的功能要求.     

超声导波谐振式传感器驱动电路设计

为了精确、快速测量超声导波谐振式传感器在外界环境影响下的频率变化,利用超声导波谐振式传感器的远端谐振特性,设计了一种谐振频率自动跟踪驱动电路.通过跟踪谐振器辐射信号和振荡源信号之间的周期差,建立了环路积分控制模型;选择铁铬合金丝制作了一种半波长导波谐振传感器,通过高温实验验证了电路的可行性同时获得了传感器的温度频率特性...     

电站管超声导波检测的模式选择

电力设备中使用的大量管状构件常处于高温高压的运行状态,其安全直接影响到机组的安全稳定运行,目前常用的探伤方法不仅效率低且不便现场操作,而利用超声导波遥测可实现在一固定位置对管状构件进行长距离检测.为此,对导波在管状结构中的传播特性进行了阐述,分析了其频散现象对导波检测技术的不利影响,并以导波在电站管道和锅炉受热面的实际检测为例,研究了激发超声导波的不同方法和对频散的影响,分析了导波检测中的模式选择和频散抑制方法.     

超声导波技术在管道检测中的试验分析

超声导波技术相对于其他无损检测技术,具有检测速度快、防腐层破坏少、现场开挖量小等特点,在管道检测尤其是埋地管道检测中应用越来越广泛。通过在一条预制不同缺陷的地面管道进行超声导波检测试验,对比分析不同超声导波设备检测结果,对超声导波在管道检测中的技术特点进行分析,指导其在管道检测中更好地应用。     

火力发电厂在役凝汽器管超声导波检验的可行性

在介绍超声导波的检测特点、工作原理及超声导波在国内外的应用的基础上,详细比较了采用超声导波与涡流检测凝汽器管的优缺点,得出超声导波是一种新型的快速评估管道缺陷的检测技术,具有检测速度快,检测效率高,不需要对检测对象进行预处理等特点,适合于在役凝汽器管的检验的结论。     

超声导波管道检测的小波模极大值去噪法

在管道超声导波无损检测中,缺陷回波信号的质量是实现管道缺陷识别和特征提取的基础。针对在无损检测过程中,频散效应和噪声干扰对缺陷回波信号特征值提取的影响,利用回波信号和噪声的小波变换模极大值在不同尺度上传播特性的差异,采用小波变换模极大值的去噪算法,对超声导波回波信号进行去噪处理。仿真和模拟实验结果表明,小波模极大值去噪法能有效处理回波信号中的噪声的干扰,为下一步管道缺陷的识别与特征提取等打下良好基础。     

超声导波在管道中的传播特性的研究

采用超声导波技术可以对管道进行快速检测,因此工程应用上的前景非常广阔.在长距离管道检测过程中,经常会遇到环形焊缝和弯管,二者对对导波能量的反射较强.当导波能量出现较大衰减时,就会影响其有效检测范围.本文采用纵向和扭转模态导波,对导波在连续穿越七条环形焊缝和一段弯管的传播特性进行了研究,对其在检测凹槽、焊疤、支路等缺陷或管道特征方面的能力进行了对比.结论表明:(1)检测方向上的环形焊缝不超过4个才能充分保证检测结果的可信性.(2)最优频率的选择对非频散波的产生至关重要.     

压电复合传感器阵列用于导波管道检测研究

利用压电复合传感器阵列对管道进行了超声导波检测实验。采用2种频率和2种周期对拥有不同缺陷数的管道进行了对比实验。实验结果表明MFC阵列可以很好的用于管道缺陷检测,在70kHz和130kHz时信号的信噪比较高,激励信号可以采用5或10周期的汉宁窗调制的正弦波信号,当沿周向的缺陷逐渐增大时,缺陷回波基本呈线性逐渐增大,端面回波则逐渐减小。     

基于DDS的超声导波激励信号源的设计

提出了一种超声导波激励信号源的设计方法,为减少管道超声导波检测中频散现象的影响,采用单片机AT89S52,直接数字合成（DDS）器件AD9850等,设计出专门用于激励超声导波的汉宁窗调制单音频信号的信号发生器,该信号发生器具有汉宁窗的宽度可调,汉宁窗调制下的单音频信号频率可调的功能。实验及电路仿真表明设计合理可行。     

手持式超声多通道系统设计与导波成像技术研究

超小型手持式的多通道阵列系统是集成度非常高的超声检测系统,该系统主要优势是体积较小,检测方便等。针对超小型手持式多通道阵列系统设计,搭建了64通道的超声检测系统,而64通道的超声检测系统设计结果为延时精度5 ns和采样频率100 MHz,系统的带宽为0.02～25 MHz,系统体积为40×70×90 mm³;通过延时精度和同步采样实验以及最后的缺陷检测与导波成像实验,结果表明该系统设计的可行,对于扩展成更多通道的医学超声检测系统,该系统仍可以满足且体积不会增加太多,在同类型仪器中体积较小。     

基于模糊小波包的超声导波检测信号降噪研究

在管道超声导波检测中,缺陷同波信号的质量是实现管道缺陷识别和特征提取的基础.针对软、硬阈值处理方法的不足,给出了一种模糊阈值小波包降噪方法.应用该方法对包含高斯白噪声的模拟信号和实验采集到的超声导波检测信号进行了降噪处理,并且与小波全局阈值、小波包默认阈值降噪效果进行了对比分析.实验结果表明,模糊小波包降噪法能有效降低...     

核电站蒸汽发生器传热管电磁超声导波自动化检测系统设计

蒸汽发生器传热管作为高温气冷堆核电站一回路压力边界的关键部件,承担着热交换及辐射屏障的重要作用,其结构完整性严重影响核电安全运行。针对该类特殊结构传热管的在役检查难题,设计了专用的电磁超声导波自动化检测系统,研制了内置单点检测式的磁场增强型电磁超声导波探头,开发了采用模块化组件的五轴联动多自由度自动运载装置,提出了基于机器视觉的管孔动态定位方法,建立了蒸汽发生器全尺寸模拟体试验平台并开展了定位精度测试与缺陷检测试验。试验结果表明所设计的自动化检测系统可实现任意位置目标管孔的高精度定位及自动行走,可识别模拟体上异种钢焊缝处与距离检测端约60 m处的刻槽缺陷,有效检测范围覆盖传热管全长,有望为高温气冷堆核电站蒸汽发生器特殊结构传热管的质量健康评价提供技术支撑。     

变温环境下充水管道导波监测的复合误差补偿方法

温度的变化对导波传播有着很大的影响,但温度与其他因素对导波造成的复合误差却少有研究,而管道常常处于各种 严峻环境下,对其进行温度变化与不同工况之间的复合误差研究十分有必要。 本文就充水管道与温度变化之间的关系,提出了 一种新的补偿思路,即用信号集匹配相近的基线信号,同时判断充水信息,再用基线拉伸法拉伸监测信号中的时域部分,最后减 去相对应的最大残余幅值与充水偏差,完成信号的复合误差补偿。 通过 COMSOL 模拟仿真分析该方法的可行性,同时设计实 验验证效果,实验结果表明,进行补偿后的残余信号平均幅值比进行补偿后的残余信号平均幅值低约 5 dB,即该方法能够有效 的补偿由变温与充水共同造成的复合性误差。     

超声导波管道缺陷检测的小波阈值去噪法

在超声导波管道缺陷无损检测中,回波信号在接收和处理过程中不可避免地会受到噪声的干扰,另外,超声导波在管道中传播时还存在频散现象,这会给管道缺陷的识别与特征提取带来不利影响。在有限元数值模拟条件下,采用小波分析的方法,利用Daubechies小波家族中的coif3作为小波函数,运用启发式阈值选取方法,对加有噪声的超声导波回波信号进行去噪,实验分析结果表明此方法提高了重构信号的信噪比,有效地抑制了超声导波回波信号中的噪声,在管道缺陷超声导波检测中,可为管道缺陷的识别与特征提取等提供方便。     

改进小波包阈值法在导波信号处理中的应用

在管道超声导波无损检测中,缺陷回波信号不可避免地夹杂着噪声干扰信号,给管道缺陷的识别与提取带来困难。为了克服硬、软阈值去噪处理方法的不足,给出了一种小波包改进阈值法。应用此方法对含高斯白噪声的测试信号和实验采集到的缺陷回波信号进行了降噪处理。仿真与实验结果表明,该方法能有效地抑制缺陷回波信号中的噪声,降噪效果满意。     

超声波石油管道压力测量及应用

本文在充分调研国内外管道压力检测技术的基础上,提出新的管道压力检测方法--基于非插入式超声波管外测量方法.该方法克服管道壁厚影响,而且有效地消除系统误差,达到了较高的精度.根据声学方面和流体力学的相关知识,利用液压系统压力变化引起油液声速变化这一物理特性,提出通过测量超声波在油液中的传播速度实现压力测量的新方法,具有重要的实用价值.