基于TOFD周向扫查的厚壁管道倾斜裂纹精准定量

利用超声衍射时差法(TOFD)对厚壁管道实施周向扫查时,曲率表面与直通波路径不重合,引起倾斜裂纹长度和角度定量误差。为实现深层裂纹检测,提高探头中心距(PCS)进一步增加检测误差。考虑管道外壁曲率半径、PCS与裂纹端点深度之间的几何关系,开展厚壁管道倾斜裂纹精准定量研究。推导厚壁管道TOFD检测周向扫查时,裂纹长度和倾斜角度定量公式,并对比优化前后检测误差。仿真研究表明,对壁厚30.0 mm,外壁曲率半径148.0 mm的碳钢管道内,长度4.0 mm,倾斜角度10°～50°的裂纹实施检测时,长度和倾斜角度定量误差分别下降可达0.10 mm和1.58°。实验针对碳钢管道试块中长度4.0 mm,倾斜角度30°的裂纹,长度和倾斜角度定量误差从0.30 mm和2.74°,降低至0.27 mm和0.28°。所述方法可适用于不同曲率管道内部倾斜裂纹定量检测,应用范围较广。     

自适应解卷积方法抑制管道 TOFD 周向扫查盲区

利用超声衍射时差法(TOFD)沿管道外表面实施周向扫查时,受管道曲率和直达纵波脉冲宽度共同影响,在近表面区域形成分层盲区。本文采用自适应解卷积方法,选取与混叠信号主频接近的子带直达纵波信号作为参考信号,进行解卷积与自回归谱外推处理,拓宽有效频带范围,实现时域信号脉冲压缩,并结合周向扫查图像中端点衍射波确定缺陷深度。实验结果表明,对于外壁半径100.0 mm、壁厚30.0 mm,以及外壁半径148.0 mm、壁厚27.0 mm的碳钢管道,在中心频率5 MHz、探头中心距87 mm的检测条件下,自适应解卷积方法能够将管道近表面分层盲区范围减少约60%,且到直达纵波声线距离不小于4.0 mm缺陷的深度定量误差不超过10.6%。同常规频谱分析方法和自回归谱外推方法相比,自适应解卷积方法具有更优的盲区抑制效果,且能够准确定量前者难以检测的缺陷,测量误差不超过5.8%。     

基于自回归谱外推方法的TOFD检测盲区抑制

结合自回归谱外推方法与超声衍射时差法（Time of flight diffraction,TOFD）,抑制直通波脉冲宽度造成的近表面检测盲区。建立碳钢试块模型,并设置上尖端埋深d依次为2.5 mm、3.0 mm、5.0 mm及7.0 mm的底面开口槽,模拟选用中心频率5 MHz、探头中心距34.0 mm的TOFD探头实施检测。利用自回归谱外推方法扩宽傅里叶变换后的混叠信号频带,压缩时域脉冲宽度,分离了混叠的直通波与衍射波,将TOFD检测盲区深度由8.3 mm抑制到2.5 mm以内,实现四个底面开口槽的同时检出与定位。针对碳钢试块中埋深3.0 mm底面开口槽进行试验验证,定位误差为0.30 mm。与常规TOFD和频谱分析方法相比,自回归谱外推方法以高信噪比频带为基础,外推有效频带外的高频与低频范围数据,提高时间分辨率,为TOFD检测盲区内缺陷定位提供了新思路。     

基于IPC的超声自动扫查系统研究

针对高压容器环焊缝经常存在未熔合、夹渣、裂纹等焊接缺陷,设计了一套利用示波器卡采集超声波检测仪KF端口输出的射频信号,对工件超声检测的时域信号实行全波列采集的自动扫查系统.介绍了该系统的工作原理、系统组成、硬件配置和软件结构,并分析了实现超声波采样与位置坐标采集同步的关键技术.     

相控阵超声检测轨道式电动扫查小车的设计

为了解决相控阵扫查架对焊缝扫查过程中存在误差较大、无固定扫查路径、检验人员容易出现疲劳等问题,结合国内外相控阵扫查架的设计思路,运用轨道导向设计理念,设计一种以轮毂电机作为驱动轮,以轨道槽轮作为限位导向装置的新型相控阵超声焊缝检测三槽轨道扫查架小车。该装置由三槽轨道、车架、轮毂电机、导向轮、车架、电池及电池架、编码器架、探头架、编码器和探头等组成。该装置在使用过程中,将轨道吸附于罐体外壁,随后将电动牵引小车放置于轨道上,小车的轮毂驱动轮与轨道外槽配合,小车上下两排导向限位轮与轨道上下槽配合,通过调整探头与罐体焊缝间的间隙,获得最优检测距离,小车运行速度可以适时调整,以得到最为合适的检测速度。小车运用轨道可实现小车沿环形焊缝运动,运用轮毂电机可极大减小整体装置的体积同时便于调速,运用限位导向轮可使小车在运动过程中平稳可靠。小车设置可调式编码器架及探头架可快速调节编码器及探头位置,设置车载锂电池为轮毂电机供电,使其拥有操作简单、性能可靠以及具备高效的续航能力。     

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。     

基于分水岭方法的超声TOFD检测图像分割

为解决超声渡越衍射时差(Time of flight diffraction,TOFD)检测图像中缺陷识别的问题,分析检测图像的特点,研究图像自动分割的算法,其中包括图像预处理及图像分割.提出基于信号互相关算法的图像预处理方法,在此基础上,应用峰值搜索方法提取焊缝区域,利用带控制标记符的分水岭变换对预处理的图像进行分割...     

相控阵自串列扫查技术在管道环焊缝中的应用

介绍超声自串列扫查技术的原理、特点,以及在环焊缝CRC坡口检测上的应用。将自串列扫查技术与PAUT相控阵检测技术相结合,可确保整个焊缝区域缺陷的检出和精确定量,通过与AUT自动超声检测技术对比实验,证明可取代AUT检测方法,避免AUT检测系统造价高,设备重,数据分析判读难等问题。     

管道腐蚀检测自动扫查器方案设计

该文设计了一款针对管道腐蚀检测的自动扫查器,该扫查器由圆周导轨加橡胶轮的组合结构实现在管道外表面的轴向移动;同时,直线导轨搭载相控阵探头,以圆周导轨为路径在管道外表面进行周向扫描,从而实现对管道腐蚀的全方位检测。相比于手动检测,避免了由于人为因素造成的误差,提高了检测效率,降低了作业强度。     

基于Gabor小波的TOFD图像缺陷识别研究

针对运用超声衍射时差法（TOFD）法对焊缝进行检测时,图像缺陷人工定性主要受检验人员经验和专业知识影响缺乏可靠性的问题,提出了一种TOFD图像缺陷自动定性的方法.该方法首先提取TOFD缺陷图像的Gabor小波特征,并依据这些特征,采用主成分分析技术（PCA）对Gabor特征进行降维,然后采用Fisher线性判别分析方法对其进行了判别分析,最后完成了缺陷的自动定性分析;同时,建立了一个实际系统,并在测试样本上进行了试验验证,试验在109幅人工试块缺陷及自然缺陷训练样本及25幅测试样本中进行,采用Gabor小波特征及原始图像像素特征所构建的缺陷分类器识别率比较.研究结果表明,基于Gabor小波特征的缺陷识别方法识别率达到72％,比原始图像特征的缺陷识别方法更优.     

超声导波对不同类型管道腐蚀检测的适用性研究

以超声导波检测技术理论为基础,结合压力管道实际腐蚀类型,对腐蚀检测进行了理论分析;介绍对一段压力管道进行超声导波检测试验情况,并对结果进行了分析。总结并用试验验证了超声导波检测技术适用的压力管道腐蚀类型。     

不同被检材料中不同缺陷超声波检测的波形识别

超声波检测技术由于具有费用低,灵敏度高,对缺陷定位准确等优点而被广泛使用,但对各种缺陷的波形识别技术至今没有完整的系统性,长期以来一直是人们研究的热点。本文将对不同被检材料中不同缺陷超声检测的波形识别与定性问题进行阐述。     

LY12硬铝合金损伤缺陷的空气耦合超声检测

针对传统超声检测(液态或半固态耦合剂)会腐蚀被测材料的问题,提出了一种空气耦合超声检测LY12 硬铝合金内部缺陷的方法。利用传递矩阵法建立了空气耦合超声波在LY12 硬铝合金中的声控制方程,通过求解该方程获得了空气耦合条件下的频散曲线,与存在耦合剂的情况相比,该频散曲线的各个模态整体右移,从而为空气耦合超声实验提供了合适的检测参数。通过分析LY12 硬铝合金薄板上不同孔径缺陷获得的时域波形发现,透射波幅值随缺陷直径增大呈逐渐减小的趋势。     

钢管纵向伤高速高精漏磁探伤磁化方法

在钢管螺旋推进漏磁检测扫描中,检测速度越快,要求的检测探靴轴向长度越长,使得扫描覆盖范围超出了均匀磁化区,出现信号不一致的问题。针对钢管纵向伤检测中检测精度与速度相互制约的问题,以保证钢管纵向伤高速检测的信号一致性为目标,采用有限元仿真与实验验证相结合的方法,分析了周向磁化中磁极靴的结构对钢管表面磁场均匀性的影响。在此基础上提出了一种纵向伤漏磁检测磁化方法,扩大了钢管表面的均匀磁场区域,在同样的检测区域内提高了检测信号的一致性。     

基于神经网络双向联想记忆的超声检测

将神经元网络的联想记忆模型用于超声反射回波信号的识别与分类,通过对缺陷的超声信号分析处理,结果表明：采用双向联想记忆方法进行缺陷识别与分类是可行的,为超声缺陷的诊断提供了一条新的途径。     

基于阵元指向性的复合材料曲面结构超声表面契合法研究

采用相控阵超声结合表面契合法(Surface adaptive ultrasonic,SAUL)检测复合材料曲面结构过程中周向缺陷检测分辨力低,给缺陷定量带来困难。为提高SAUL的检测能力,以T700/环氧树脂T形长桁为研究对象,建立弹性各向异性有限元模型,并对照弹性各向同性情况分析其声传播规律,发现弹性各向异性和层间反射共同作用导致肋板处形成明显噪声。在此基础上,基于阵元指向性开展曲面结构成像检测研究,结果表明：引入阵元指向性校正系数对声源脉冲信号幅值进行优化,降低探头频率,可使阵元声场更适应曲面结构,从而减弱两侧肋板反射,提高成像质量。针对周向长度4.5 mm、深1.5 mm的分层缺陷,改进后的SAUL方法对应仿真和试验中周向缺陷长度定量误差较常规SAUL结果分别减小7.4%和13.1%,表明优化阵元指向性可有效改善SAUL周向检测分辨力,提高复合材料曲面结构超声检测缺陷定量水平,具有推广应用价值。     

一种基于超声C扫描成像原理的图像边缘检测方法

针对超声C扫描图像中缺陷边缘的模糊问题，通过建立超声C扫描成像的数学模型，分析了异种材料结合界面超声波反射能量的分布情况。结果表明，由于聚焦探头焦点直径的存在．使得结合界面中缺陷边缘两侧反射声波能量发生变化，从而引起了超声C扫描图像中缺陷边缘的模糊现象。基如此，提出了一种快速确定C扫描图像缺陷边缘的方法。对平底孔超声C扫描图像边缘检测的试验结果表明，该方法适用于超声C扫描图像的边缘检测．明显优于Sobel算法和Canny算法，能够快速准确检测出缺陷边缘。     

基于运动控制卡的超声检测控制系统设计

介绍了一种基于运动控制卡的超声检测控制系统,采用圆柱表面展开法,运用运动控制卡的平面插补命令,实现了圆柱体外表面的空间插补,完成了壳体上分布有凸起物的火箭发动机装药超声检测的控制任务。该系统结构简单、造价低、操作简便。