混凝土超声检测技术的研究与实现

针对混凝土结构无损检测的需要,提出了一种超声激励脉冲产生的方法。由于超声波信号在混凝土中衰减快,为了提高检测系统的探测能力,增强回波信号,提高超声激励脉冲幅值,采用一种高频继电器实现了电磁脉冲源,并通过水和混凝土两种不同介质的无损检测试验验证其可用性。为了实现混凝土结构的高效精细检测,采用波包分解技术对检测数据处理分析,通过合成孔径技术成像,研制了系统样机。不同混凝土结构试块的检测成像试验表明,系统探测深度可达1m,可以较准确成像显示混凝土结构内部嵌入物的位置。     

涡流实时成像技术的研究

通过研究分析目前涡流成像技术现状，设计了一种新的有效地成像系统，该系统从信号采集处理电路及图像处理两个方面进行了研究和设计，充分利用涡流传感器的灵敏性和数字化信号处理器的高效快速的特点，有效地实现了二维信号的提取，达到实时成像的目的，在与计算机通信方面采用了Intel82530芯片，解决了计算机与高速数字信号处理器的接口技术问题。该技术的图像显示及分析软件是基于Windows2000／WindowsNT平台采用VC＋＋语言编写的，具有界面友好，操作简单，处理速度快及显示直观等特点。     

混凝土柱内部缺陷的红外热成像无损检测

以含有缺陷的混凝土结构试件为研究对象,运用传热学理论,对热流在试件内部的传递过程进行了仿真分析,获得了试件表面的温度信号.结果表明,缺陷处与完好材料处对应试件表面温度存在着明显差异,红外热成像无损检测技术可用于实现对混凝土内部缺陷的检测.     

关于提高超声法检测混凝土缺陷技术准确度的探讨

讨论了无损检测方法中的超声法,分析了超声波的基本特性、传播特点、检测中引起的误差及补偿,以及由此提高这一无损检测技术的准确度等。     

混凝土结构复杂缺陷的SWRI诊断技术

提出了混凝土结构中任意缺陷的应力波反射成像测试与诊断方法.利用特定的数据采集方法和应力波叠前偏移成像算法,测试预埋复杂形状缺陷的混凝土试件,分别采用不同数量的应力波信号获得了多张叠前偏移剖面图像.试验结果表明,随着应力波数量的增加,叠前偏移剖面能够反映的缺陷区域更广,成像更加清晰.当利用足量应力波信号进行叠前偏移成像处理时,试验结果诊断误差很小,能满足工程的精度要求.     

石油钻井中超声相控阵井壁成像检测技术研究*

针对石油钻井中井壁成像的现状,在对柱面线性相控阵(Cylindrical linear phased array,CLPA)换能器辐射声场研究的基础上进行换能器的参数优化和选择,设计并制作了一种基于CLPA换能器的井下超声相控阵井壁成像检测系统。该系统包括声系短节、电路短节和地面系统等,声系短节由CLPA换能器组成,避免了常规声系中探头绕井轴的机械旋转方式,电路短节由高集成度的发射接收模块和基于FPGA+DSP架构的数字信号处理模块组成,完成对井壁回波信号幅度和到时信息的提取,最终实现实时高效的井壁成像显示。利用该系统在试验井中对存在不同尺寸缺陷的套管进行现场测试,结果表明：该系统对套管井的成像结果能够反映缺陷的基本位置及尺寸等信息,具有良好的成像效果。     

基于激光激励技术的结构损伤成像

采用了一种新型的损伤检测技术,利用激光脉冲在板类结构中产生热弹效应,激发出板中的导波（Lamb波）。通过分析Lamb波的传播状态与损伤之间的关系,并利用Morlet复数小波变换和频散补偿能量聚焦的方法,从两个不同的角度分析信号并提取信号特征,实现了对平板结构的快速、大面积检测。实验结果表明,该系统具有较高的测量精度,能较好地检测结构缺陷。     

相控阵超声后处理成像技术研究、应用和发展

相控阵超声后处理成像技术采用离线计算的方式对超声回波数据进行分析,实现缺陷的成像及评价,与基于实时成像的常规相控阵超声检测技术相比,成像更清晰,缺陷表征能力更强。近年来,相控阵超声后处理成像技术逐渐成为研究热点,国内外相关学者相继建立全聚焦成像、向量全聚焦成像、波数域成像和时间反转成像等一系列基于全矩阵数据的后处理成像算法,检测精度及缺陷表征尺寸极限取得了很大突破。为此,从全矩阵数据的基础理论出发,介绍基于虚拟聚焦思想和频域反演思想的相控阵超声后处理典型成像算法的基本原理、技术特点、研究进展及应用现状,总结当前发展存在的问题和不足,预测相控阵后处理成像技术的未来发展。     

提高关联成像重构质量的研究

比较基于压缩感知关联成像(CGI)与伪逆关联成像(PGI)两者之间的成像效果差异,探讨形态学权重自适应对关联成像去除噪声的效果。选择不同的图像,通过MATLAB软件开展仿真实验,对目标图像分别采样64、256、512、1 024、2 048、3 000次,首先通过关联成像、基于压缩感知关联成像与伪逆关联成像三种方法重构图像,再对比压缩感知与伪逆两种方法重构图像的效果,以峰值信噪比(PSNR)、相关系数(CC)为量化指标,将基于压缩感知关联成像与伪逆关联成像在不同采样次数下进行对比分析。同时,通过实验分析形态学权重自适应去除关联成像中噪声的效果。伪逆关联成像在低次数采样的情况下比基于压缩感知关联成像的成像效果更好,在高采样次数下,基于压缩感知关联成像的成像效果更好。在实际重构中压缩感知关联成像重构的图像仍有噪声,形态学权重自适应可以有效去除关联成像实验中产生的噪声。     

超声CT成像方法及应用

超声CT(超声层析成像)是指根据物体周围的散射波反演物体内部结构图像的技术。由于超声波具有无电离辐射、对人体无害、设备价格便宜等优点,这一技术广泛应用于生物医学工程、无损检测、地球物理、模式识别等领域。本文介绍了超声CT的基本概念、特点、成像方法及国内外的研究应用现状。     

矩阵换能器超声三维成像方法研究*

针对常规超声检测难以直观地显示被检对象缺陷的形状及走向等问题,开展矩阵换能器超声三维成像方法研究。超声三维成像技术具有直观显示被测对象内部缺陷三维特征的优点,基于矩阵换能器的超声三维成像方法具有扫查速度快、分辨率高等优点,是当前超声三维成像技术的研究热点。本文介绍了矩阵换能器体扫查原理及其控制方法;提出了矩阵换能器体扫查时三维体数据采集方法和数据融合算法;基于矩阵换能器和相控阵板卡系统对铝标样等试样进行了体扫查检测实验,采用等值面和体绘制两种算法对缺陷进行三维成像,并对单一缺陷进行了定量分析,定量精度较高。研究结果表明,矩阵换能器超声三维成像方法能够表征缺陷的三维形貌特征,在无需移动换能器的情况下便可实现缺陷三维检测,是超声三维检测的有效方法。     

基于超声波流量计的换能器谐振频率测试

在不增加系统资源的情况下,通过流量计自身的软硬件资源与外部模拟测量信号的紧密结合,自动测试超声波换能器的最佳驱动频率,使得接收信号幅值最大,增强原始信号强度,提高了超声波换能器输出信号的信噪比,使测量结果更加可靠。     

钢混结构有限元分析载荷子步设置方法研究

为了解决钢混结构非线性有限元分析计算收敛困难的问题,首先建立了矩形截面钢混简支梁ANSYS有限元模型,并通过设置多载荷步和不同载荷子步对模型进行了求解,得出了相应的迭代收敛曲线。研究结果表明,采用多载荷步,同时对于迭代曲线波动大的时段,加大求解载荷子步,能有效改善钢混结构非线性有限元分析计算收敛性。     

板结构裂纹兰姆波阵列复合成像方法研究

针对板结构中裂纹方向识别及定量检测问题,提出了一种板结构兰姆波阵列复合成像方法。利用超声阵列采集的单模态兰姆波全矩阵数据,分别提取其幅值信息和极性信息,进行全聚焦成像和极性一致成像,并利用极性一致成像对全聚焦成像进行了加权处理;对全阵列进行子阵列划分,计算出各子阵列的特征矢量,并进行加权合成,得到矢量全聚焦成像;利用全聚焦成像的强度信息和矢量全聚焦成像的方向信息,综合得到兰姆波阵列的复合成像,并从中提取出缺陷的方向及空间分布范围等信息。实验结果表明,提出的兰姆波阵列复合成像方法可以很好地实现板中多个裂纹方向识别,其角度测量误差在20%以内。本文工作为裂纹缺陷识别及定量检测做了有益探索。     

磁致伸缩线性位移传感器数据采集系统研究与实现

介绍磁致伸缩线性位移传感器的工作原理以及如何在Windows98环境下实现PC机与单片机AT89C51的串口通信,并通过单片机AT89C51组成的硬件电路对磁致伸缩线性位移传感器数据进行采集,同时对采集到的数据进行数字滤波与实时动态显示。     

超声振动辅助磨削电源谐振频率自动识别研究

针对传统超声电源不能自动识别因更换刀具而导致的超声刀柄谐振频率变化的问题,利用最大电流法与相位控制法相结合的频率检测方法实现了超声电源频率自动识别功能.对制作的样机进行了频率自动识别稳定性和精确性测试,结果表明:超声电源测得的超声刀柄谐振频率与阻抗分析仪测得的超声刀柄谐振频率差值变化<221 Hz,误差<1％;手动模式...     

基于分离谱技术的自适应带通滤波法在超声检测中的应用

超声检测是无损检测的一项重要内容,本文通过分析超声波检测反射回波的特点,结合线性带通滤波法和非线性分离谱滤波法的优缺点,应用了一种可利用于超声检测的有效的滤波方法——基于分离谱技术的自适应带通滤波法,并通过实际检测的钢板超声信号进行验证表明该方法具有良好的效果。文章内容涉及超声检测、自适应滤波和分离谱等。     

超声表观背散射参数成像定征松质骨结构的可行性研究

骨矿密度的降低与骨微结构的退化都会导致骨强度的下降,从而引发骨质疏松.松质骨的超声背散射信号中包含骨微结构信息.本文提出用超声背散射系数(BC)和平均积分背散射系数(AIB)成像来定征松质骨微结构,并对骨样本感兴趣区域(ROI)内的BC 和AIB与μ-CT获得的骨结构参数做线性相关分析.研究结果表明,超声背散射参数的平均值与骨小梁厚度(r=0.898)、骨小梁间距(r= -0.916)有较强的相关性.说明利用背散射参数图像来反映松质骨微结构的特征是可行的.     

阵列解析式超声聚焦换能器研制及空间感测分析方法研究

传统的超声聚焦换能器大都采用单一的压电感测元件作为接收源,接收信号为作用于压电材料上的反射声场积分结果,无法反映反射声场的空间分布特性。采用激励与接收相分离的方式,研制一种新型阵列解析式超声聚焦换能器,利用多个感测元件为接收单元,通过一套基于FPGA技术的高速超声检测系统,实现了对被测试件反射声场的空间分布信号的采集和分析。阐述阵列解析式超声换能器的设计与制作方法,对换能器的多个感测元件的激励响应特性进行标定,利用该换能器的阵列感测元件的空间分布特性,对多角度声场感测信号进行分析和处理。以阶梯试件的台阶高度为测试对象开展空间感测声场测试方法分析试验研究,达到预期效果,为不规则裂缝缺陷检测奠定了基础。     

混凝土喷射机出料管防粘结措施研究

利用有限元分析软件ANSYS对湿式混凝土喷射机关键零件出料管进行了结构动力学分析,计算了出料管的固有频率及振型,通过对结果的分析提出了出料管防粘结方法和措施,对实际中解决出料管粘料问题具有一定的理论研究和参考价值.