基于Lyapunov指数的超声导波检测技术

为了提高超声导波的检测灵敏度,提出了一种基于杜芬方程Lyapunov指数特性的超声导波识别方法,该方法利用了杜芬方程对系统参数的敏感性及其对噪声信号的免疫特性。首先,分析了杜芬方程检测导波信号的数学原理;其次,讨论了如何设定检测系统参数,给出了可用于检测导波信号的杜芬系统;最后,通过分析比较噪声和导波信号对Lyapunov指数的不同影响,证明了该方法识别强噪声下弱超声导波的有效性。数值算例表明,通过合理设置杜芬方程参数使系统处于混沌状态,当输入导波信号和混有噪声的导波信号时,系统由混沌状态转变为极限环运动,利用杜芬系统状态改变可实现对强噪声下弱超声导波的识别,该方法可有效延长超声导波的检测范围和提高检测小缺陷的灵敏度。     

复合板超声导波检测理论与技术

复合材料具有质量轻、成本低、比强度和比模量高等诸多优点,被广泛应用于航空航天工业和其他高新技术领域中。但复合材料在制造和使用过程中,会产生各种缺陷,对复合板构件的安全使用造成威胁。其中,对复合板层合结构安全影响最大的是脱粘缺陷和孔洞缺陷。局部脱粘会引起刚度降低,在外力作用下,局部脱粘会发生扩展产生分层导致材料总体失效。孔洞缺陷破坏了材料的整体性,在外载荷作用下会引起缺陷周围应力集中,易造成复合材料基体发生断裂。超声导波对复合     

压力管道超声导波检测技术研究

在化工及其相关类工厂中大量压力管道被集中在管廊上,沿着装置或在厂区外布置。管廊上压力管道的距离长,离地距离高,而常规检测技术是单点检测,对于数量庞大的管道,其检测成本高,效率低。超声导波检测技术具有可以同时检测管道内外壁且检测效率高的优点。超声导波检测技术作为一种局部检测范围的检测手段,已经发展成为重要的管道检测技术。     

超声导波在高压蒸汽管道缺陷检测中的应用

为了提高高压蒸汽管道超声检测的效率,研究了超声导波在高压蒸汽管道缺陷检测中的应用。通过试验对比,设计并实践了高频导波换能器,确定了高压蒸汽管道高频导波检测灵敏度,为实现高压蒸汽管道快速检测提供了一种方法。     

基于SOPC的管道超声导波检测系统设计

针对国内超声导波检测仪器相对落后的现状,提出了基于单片FPGA设计管道超声导波检测系统的方法。以MicroBlaze软核处理器为控制核心,编写了导波发射专用DDS IP核,设计了完整的硬件平台。对uC/OSⅡ嵌入式操作系统和uC/GUI图形用户界面进行移植,完成了应用程序的开发。系统集导波发射、回波采集、分析处理、实时显示和数据存储等功能于一身。实验表明:各功能运行正常,能方便地应用于管道超声导波检测。     

基于相关的超声导波检测信号分析方法

在超声导波管道检测中,不同的管道结构特征在信号上有不同的表现。为了实现管道超声导波检测数据分析的智能特征识别,采用相关系数的方法比较待识别信号与标准样本信号相似程度,从而实现对管道特征信号的智能分类。试验结果表明,基于相关的超声导波检测信号识别方法具有较高的识别精度,能够提高检测的效率和准确度。     

钢轨无损检测中的超声导波技术分析

伴随着我国社会经济的稳固发展以及科技水平的显著提高,轨道运输行业逐渐获取了较大的发展机遇,而在实际钢轨生产过程中,由于其很容易受到各种应力影响而发生损坏,因此在钢轨投入使用前对其进行无损检测往往尤为重要。对此,文章基于钢轨无损检测中十分常用的超声导波技术,详细阐述了超声导波技术的具体应用特点、应用价值及应用原理,同时也指出了具体的应用方法和应用要点,旨在给予相关钢轨探伤工作人员可行的帮助和指导,并以此在提升钢轨探伤水平的基础上促进我国轨道运输行业的进一步发展。     

金属小径管损伤电磁超声导波检测的高效混合仿真方法及导波换能器可行性研究

金属小径管广泛应用于航空航天、化工等工程领域关键结构中,对其进行定期无损检测至关重要。作为一种先进电磁无损检测方法,电磁超声导波检测在金属小径管损伤定量评估中具有优势。目前,金属管道缺陷电磁超声导波检测的仿真主要采用有限元等数值模拟方法,涉及电磁场和结构场计算。然而,电磁超声导波检测通常采用激励电流的频率为几百千赫兹,在管道中激发的涡流趋肤深度极小,导致仿真需大量网格进行求解域剖分以确保仿真精度,检测信号计算时间较长。鉴于此,提出一种集成解析法和有限元法的金属小径管缺陷电磁超声导波检测混合仿真方法,采用解析法求解电磁场相关场量,将所求洛伦兹力导入有限元仿真中求解结构场,实现电磁场量和结构场量的快速计算,高效求取检测信号,对金属小径管缺陷定位时,精度高达约98%。在通过全有限元仿真验证所提混合仿真方法正确性的基础上,结合系列仿真和试验研究,对所提导波换能器激发的超声导波模态进行了识别,对该换能器在金属小径管损伤检测和定位方面进行了可行性验证。     

超声导波技术在特种设备检测中的应用

近年来随着科学技术的不断进步,超声导波检测技术已广泛地应用于各种具有波导结构的构件,例如已经成功融入到管道、板材等承压特种设备无损检测领域当中,有效控制了设备的检测成本,同时还提升了设备检测的工作效率,也提升了设备检测的准确性。以当前特种设备检测过程中超声导波技术的发展情况为基础,结合近年来工作开展的实际情况,对如何提升超声导波技术的使用质量加以阐述。     

基于超声导波技术对弯管中缺陷检测的实验研究

利用超声导波技术在弯管中进行了缺陷检测的实验研究.利用周向均布的长度伸缩型压电陶瓷片激励特定频率的纵向模态L(0,2),对90°弯管中的人工周向缺陷和结构缺陷等进行了检测,分析了周向缺陷尺寸的变化对缺陷回波和端面回波幅值大小的影响.对弯管中同时存在多个缺陷的情况进行了研究.实验结果表明,超声导波检测技术可以用于弯管中不同部位和不同类型的缺陷检测,这为利用超声导波对更加复杂的管道系统中缺陷检测作了有益探索.     

基于超声导波的钢轨完整性检测方法研究

检测无缝线路钢轨的完整性对于保障高速铁路的安全运营具有重要的意义。本文提出了基于超声导波实现无缝线路完整性检测的技术方案,设计了功能样机,并进行了实际线路测试。首先,基于半解析有限元方法求解得到了我国无缝线路CHN60钢轨中超声导波的频散曲线,通过分析频率、模态数量、振型等信息选取了适于检测钢轨完整性的导波模态,采用激励响应求解方法确定了所选取模态的激励点和激励方向;根据理论获取的数据信息,在环形道试验现场进行了实际测试,在钢轨轨腰中心安装导波换能器,沿着钢轨纵向激励,可以激励出选取的导波模态,并通过衰减曲线测试,该模态在两公里处可以接收到2 m V以上的信号。经在大西高速铁路现场测试,系统可实现2 km区间的无缝线路钢轨完整性的在线监测。     

基于超声导波的方钻杆检测方法研究

针对传统超声在检测长达十余米的方钻杆时效率极端低下的问题,提出基于超声导波的方钻杆检测方法。首先,利用半解析有限元方法,求解方钻杆结构的频散方程并绘制频散曲线,选择群速度值最大、曲线比较平坦、频率范围为70 kHz～130 kHz的L(0,2)作为方钻杆的检测模态;其次,优化选取中心频率为100 kHz的L(0,2)模态作为激励信号,以尺寸为25 mm×5 mm×0.5 mm的环形压电晶片阵列作为传感器,提高L(0,2)模态在100 kHz的信噪比;最后,基于仿真和实验方法,采用L(0,2)模态导波对方钻杆进行了检测。结果表明,L(0,2)超声导波能够有效检测整根方钻杆面上和棱上的圆孔及槽型缺陷,提高了检测效率,为方钻杆的检测提供了一种新的思路和方法。     

超声导波技术在场站管道检测中的应用

针对西气东输场站内管道敷设环境复杂,一直没有有效的手段进行100%的全面检测这一状况,引进低频超声导波检测系统对中国石油西气东输管道分公司的输气场站内工艺管道进行了检测试验。试验表明,低频导波检测系统可以检出管道局部腐蚀以及壁厚减薄情况,从而掌握管道的整体腐蚀状况,为各西气东输管理处的场站管道的维护决策提供技术支持。     

输电铁塔地脚螺栓腐蚀超声导波检测技术研究

提出利用钢杆超声柱面导波技术对地脚螺栓进行检测的方法。介绍柱面超声导波的频散特性,制作含有不同深度缺陷的地脚螺栓模拟试样,采用相控阵超声柱面导波技术对模拟试样进行检测,分析不同频率探头和混凝土包裹情况对检测结果的影响,建立地脚螺栓的腐蚀损伤评价体系,实现了在役输电线路铁塔埋地地脚螺栓不开挖条件下对其腐蚀状况的检测。     

长距离超声导波技术及典型模拟缺陷检测

介绍了一套管道缺陷模拟试验系统,在一段直径210mm、长30000mm的试验管道上模拟了裂纹、穿孔和局部腐蚀三种缺陷。通过Teletest Focus长距离超声导波检测系统对其进行扫描检测,测试分析结果与缺陷的实际位置和大小可以很好的吻合。     

超声导波检测技术的发展、应用与挑战

回顾了近三十年的超声导波技术发展及应用,阐述了导波的频散现象及其求解方法,深入分析了导波激励的力学加载原理和模态选择原则。论述了导波的传感激励方法与装置,并比较了各种激励接收方法的特点与应用场合。对超声导波在板类、管类和复合材料中的应用进行了评述,并从提高缺陷检测能力的角度,介绍了时间反转法和相控阵法在超声导波技术中的应用。最后总结了当前导波技术面临的机遇与挑战。     

基于深度学习的导波特征提取及其激光超声检测

针对激光超声检测中波场的三维数据处理计算量大且损伤特征提取难的问题,提出了一种基于深度学习模型的导波波场分析方法.首先,以VGG-Net网络为框架,建立了基于VGG11(A-LRN)的残差网络模型,用于挖掘时间-空间波场数据中的导波特征;其次,以局部波数特征为物理机理,采用导波传播的解析式生成训练样本,解决了深度学习大数据获取的问题,获得了波场特征提取的神经网络模型;最后,以激光超声系统在含损伤结构中的实验数据作为测试样本,验证了所提出的网络模型能够提取表征损伤的导波特征,实现了结构的损伤成像,其损伤成像精度均在67%以上,损伤形貌的可视化效果好。     

高压电缆金属护套接地环流过大问题探讨

针对110kV碧杜线中一段电缆金属护套接地环流过大的问题进行深入的分析,找出问题的成因,并提出解决问题的方案,使电缆线路正常运行,并为有类似问题的电缆线路提供借鉴。     

基于电磁超声导波的铝板裂纹缺陷检测方法

针对铝板斜向裂纹缺陷检测问题,提出了一种非对称斜向曲折型线圈电磁超声导波换能器设计结构。通过毕奥萨伐尔定律建立了曲折型线圈及非对称斜向曲折型线圈的等效力磁模型,分析了电磁超声换能机理中洛伦兹力、磁感应强度与主声束传播特性的关系,实验验证了不同斜向角度的曲折型线圈电磁超声换能器缺陷检测能力。结果表明,斜向曲折型线圈结构电磁超声换能器主声束回波信号呈非对称分布,其主声束方向垂直于换能器线圈工作导线,斜向角度变化可实现电磁超声导波在铝板中的传播方向控制,为铝板中全方位裂纹缺陷检测提供了理论依据与应用基础。     

基于ARM和Linux的超声导波管道检测系统

针对目前我国基于嵌入式的超声导波管道检测仪器稀少的现状,提出了一种基于ARM9的管道超声导波检测系统的设计方法,进行了硬件的设计、驱动程序和应用程序的开发.硬件部分采用模块化设计,便于开发过程中的测试和后续的开发.使用基于ARM920T架构的微处理器S3C2440A作为系统的硬件平台,选用Linux2.6.30版本的操作系统内核,应用程序使用Qt/Embedded4.5编写.实验表明,系统各部分运行正常,能发射超声导波窄带激励信号,可以对信号进行放大、采样和显示,实现了系统设计的功能要求.