钛合金超声探伤技术

随着我国大飞机项目的启动,对航空用钛合金加工材质量的要求日益提高,超声探伤作为钛合金加工材的主要质量控制方式日渐重要.综述了钛合金加工材的常见缺陷类型,钛合金的超声探伤特性,钛合金超声探伤技术,包括钛合金的超声相控阵探伤技术、钛合金的多区聚焦超声探伤技术、时间反转镜探伤技术,直径为6～13mm的小规格棒材的探伤技术等.     

管壁缺陷的电磁超声检测技术实验研究

设计了一种基于电磁超声技术的管壁缺陷检测实验系统。系统激励并接收电磁超声信号,通过分析信号幅值的衰减实现管壁缺陷的检测及定位。介绍了系统的工作原理,收发分开的电磁超声换能器设计方法,硬件电路构成,软件设计方法及实验结果分析。该系统具有无需耦合,对试件表面质量要求不高等优点。     

电磁超声单向表面波对铝板微小缺陷的检测

电磁超声表面波被广泛用来检测表面或近表面缺陷。双向表面波电磁超声换能器(ElectromagneticAcoustic Transducer, EMAT)会在两侧同时产生能量较低且均衡的超声波,而微小缺陷(缺陷深度远小于表面波波长)的反射信号非常微弱,易被噪声淹没,根据回波信号,难以识别和定位缺陷。为此基于惠更斯叠加原理设计了单向表面波EMAT,对其声场进行了有限元分析;研究了增强侧表面波遇到不同缺陷的响应特性,得出缺陷深度、角度与反射波幅值的关系;并对含不同微小缺陷的铝板进行了实验研究。仿真和实验结果表明,所提方法提高了表面波检测微小缺陷的灵敏度,并实现了缺陷位置及深度的量化。     

超声水浸探伤检测闸门自动跟踪电路研究

针对传统超声探伤应用中缺陷信号选通闸门通过硬件或程序预先设置,当缺陷信号相对闸门位置发生变化而引起系统漏检或误判的问题,设计一种高可靠性的闸门自动跟踪电路。该电路具有自动跟踪水钢界面波位置,实时调整选通闸门开启位置选择对应缺陷波的功能。通过和常规闸门电路进行对比测试,该跟踪电路性能稳定、可靠,能够自动跟踪超声检测的界面波并自动调整闸门位置对缺陷波进行探伤。经过实际检测测试:该电路能有效将检测系统中由于工件位置相对浮动而产生的漏检或误判概率降低一个数量级,为精确判伤提供可靠保障。     

Y型过滤器超声探伤研究

Y型过滤器焊缝布置复杂,探伤实现困难。本文利用HS600数字式超声波探伤仪分别实现了各焊缝的超声波检测,方法简单可行。     

表面波电磁声换能器及电声学特性的研究

电磁超声换能器的非接触、信号重复性好等特点使得其在高温自动检测、材料特性测量等领域有着广泛的应用前景。利用电磁超声技术激发表面波更是行之有效的方法,论文着重于理论分析,对表面波电磁声换能器的物理结构、电声学特性作了较为全面和深入的研究,并用等效电路模型探讨了阻抗匹配的方法。结果表明,电磁声换能器为感性负载,不同于压电器件的容性负载特性,因此对换能器的设计和优化也有着独自的特性;随着提离距离的增大,相应的换能效率也将急剧下降;阻抗匹配对于提高信号的输出强度,抑制谐波分量有着重要的作用,而采用电容并联匹配相比串联匹配,能够提供更高的转换效率。     

复合结构的超声探伤

超声波无损探伤设备在航空部门获得广泛应用；在制造部门和维修部门均要用到a该技术使用高频声波（通常在0．5-15MHz之间）直接作用于检测对象。     

超声探伤技术在无损检测中的应用

随着我国社会的发展和进步,当前我国的科学技术也取得了较好的发展,超声探伤技术在各个领域的无损检测中都有着较为广泛的应用,如建筑、机车、医疗、锅炉等领域,本文主要分析了超声探伤技术在无损检测中的具体应用。     

模糊模式识别在轮箍超声横波探伤中的应用

轮箍是铁路机车运行的重要部件,在制造和使用过程中出现的各种危害性缺陷会严重威胁到列车的行驶安全.用超声无损检测缺陷,回波的识别易受轮箍标记、闸瓦、轮轨接触点及表面波等多种因素的干扰.在超声横波探伤基础上,可将模糊模式识别应用到机车轮箍的无损检测中.以内燃机车轮箍为实验检测对象,使用了多个标准人工伤模拟轮箍自然缺陷.通过提取缺陷回波频域相关特征建立典型缺陷的模糊子集,并运用基于贴近度的择近原则对未知缺陷进行分类识别.实验结果证明了该方法有效.对同一缺陷重复检测的正确识别率达92.5%.     

Near surface flaw detection by ultrasonic critical angle imaging

Acoustic critical angle measurements usually involve broad beam or global isonification of a water-solid interface. In order to obtain local interface data, it is convenient to use a focused acoustic source with lens axis at incident angle and point-receiver at specular reflection angle . By scanning this combination at various critical angles (=_crit), interface waves are generated locally near the lens focus. These waves penetrate the solid to a depth of approximately one shear wavelength _T and are modulated by discontinuities such as flaws, inclusions, and debonds that may be present there. A radiated longitudinal wave in water accompanies these modulated interface waves and carries information on subsurface flaws to the point-detector along the direction of a specularly reflected wave. By scanning the focus-receiver combination along the interface, the receiver output may be used to form images of local subsurface detail. We show that in anisotropic materials, such as crystals, there are generally two different _crit where a radiating interface wave provides subsurface information. We also discuss special problems associated with the use of a focused acoustic source including nonlinear effects (generation of harmonics) in the water.     

The effect of frequency-dependent attenuation and the frequency characteristic of the converters on the error of measurements in ultrasonic flaw detection

The error in measuring the distance to a defect, due to white noise, is estimated. Distortions of the signal spectrum due to frequency-dependent attenuation of ultrasound and the nonuniformity of the frequency characteristics of the converters are taken into account. Translated from Izmeritel'naya Tekhnika, No. 11, pp. 64–66, November, 2008.     

电磁超声横波测量连铸钢坯壳厚度

为解决连铸坯壳厚度在线检测问题,提出采用电磁超声横波反射法检测连铸坯壳厚度。对电磁超声横波换能器的激发和接收过程进行模拟仿真,分析横波在连铸坯中的传播情况,获得横波在连铸钢坯内同液两相区分界面处的反射回波。以坯壳厚度为10-50mm的Q460连铸小方坯为研究对象,通过有限元仿真软件COMSOL,仿真得出温度在800-1300℃范围内时横波速度随温度的变化曲线。根据被测对象内部的温度场分布,得出坯壳内平均声速。利用回波时间与平均声速计算坯壳厚度。实验证明,上述方法可用于测量连铸坯壳厚度,当声时测量误差在1～2μs时,厚度测量误差为2～5min。     

Calculation of ultrasonic surface waves from an extended thermoelastic laser source

A method is developed to calculate ultrasonic surface waveforms generated by an extended laser source, operating in the thermoelastic regime of laser-pulse energy density. This approach integrates over a suitably weighted distribution of point surface centers of expansion, for observation to within 1 mm of the edge of the source. Power spectra as well as both horizontal and vertical displacements are presented and discussed for ultrasonic waveforms on an aluminium surface, for incident laser pulses having Gaussian lateral profiles of various sizes. Far from the source, the waveform is dominated by a dipolar Rayleigh (R) wave, whose amplitude and spectral content depend on laser spot size. Weak, monopolar pulses also occur at the intersection of bulk pressure and shear wavefronts with the surface (denoted assP andsS, respectively). Close to the source, thesP wave amplitude approaches that for theR wave, and overlaps theR wave for large source sizes. The fall-off with distance for bothsP andR waves is given. Finally, the changes in pulse shape and amplitude are calculated when anR wave from an extended thermoelastic source is reflected or transmitted by a right-angled corner of an aluminium block.     

基于干耦合横波超声换能器的钢丝长度检测及缺陷定位

在特定工况下会出现无法将超声换能器放置在杆状构件底面完成常规检测的问题,如服役桥梁的平行钢丝构件、装配式建筑中灌浆套筒内的插入钢筋。为了提高超声导波技术的适用性,提出了将频率为50 kHz的自发自收式干耦合横波超声换能器置于杆状钢丝侧面进行长度检测及缺陷定位的方法。结合理论分析、仿真模拟和试验验证开展研究,结果表明：干耦合横波超声换能器的最优激发角度为90°,即激发方向垂直钢丝轴向;对于不同长度和不同缺陷位置的钢丝,长度检测和缺陷定位的仿真及试验结果的预测相对误差均小于2%。     

铝薄板裂纹电磁超声导波B扫描检测实验研究

采用Disperse软件,计算了3 mm厚度铝合金薄板的水平剪切(Shear horizontal, SH)导波频散曲线,设计制作了中心频率为0.22 MHz的SH导波电磁超声换能器(Electromagnetic acoustic transducer, EMAT),对铝薄板试样中直裂纹进行了B扫成像检测实验分析,采用同步挤压小波变换(Synchrosqueezedwavelettransform,SWT)对来自铝薄板试样中直裂纹SH导波信号进行了去噪处理。实验结果表明,SWT可以去除原始导波信号中的噪声,并实现导波模态分离,有助于改善B扫图像的质量。所设计的SH导波EMAT能够有效地检出3 mm厚铝薄板试样中10 mm长、1 mm宽、2 mm深的人工直裂纹。     

一种对超声波连续检测系统中回波信号处理的新方法

“喷淋水耦合多探头高能超声动态检测系统”能对各种刚性管材各处的壁厚进行高速、连续的探测,系统检测效果取决于对回波信号的处理.文章探讨了利用放大及逻辑运算等电路处理方法来处理回波信号以获得稳定的壁厚脉冲的新方法,采用这种新方法还可以通过计算机检测系统多图形地显示壁厚曲线、超标报警.