聚焦换能器的研制和在超声特征成像中的应用

为了提高对层状复合金属材料缺陷的成像分辨率,需要用高灵敏度的聚焦换能器.针对我们研制的(F-San)全自动超声特征成像系统,用钛酸铅做压电晶片,不同颗粒度的钨粉做声透镜和背衬的主要材料,研制了主频为10～20MHz宽带窄脉冲聚焦换能器,并用光学法拍摄了主频为10MHz的换能器的超声波声场在水中的聚焦过程及焦斑大小.在对层状复合金属材料检测时,缺陷的成像分辨率达0.5 mm.     

工业超声显微镜高速信号采集系统的研制

高频检测信号的采集复原决定了工业超声显微镜检测探伤所能达到的精度。文中介绍了一种基于PCI的8位400MHz采样率高速信号采集系统的设计。其应用AD830构成的差动电路提高了系统共模噪声抑制比和信号的垂直线性;异步并行A/D转换技术采用200MHz采样率A/D转换器件,实现400MHz实时采样率;CPLD编程完成了信号滤波、数据压缩等处理,构成了超声时域信号处理NDT平台。采用该系统的工业超声显微镜可实现50MHz以内高频信号的高精度采集还原,从而满足高精度实时检测探伤的需要。     

小孔径扩散焊质量检测用超声换能器的研制

为了提高超声成像系统的分辨率,研制了用于检测双金属转子复合层扩散焊连接质量的超声换能器.论文提出了用声程相等的概念来设计超声传感器的聚焦,详细介绍了其制作工艺,并利用数字动态光弹仪器对超声换能器的聚焦声场进行了验证.制作的换能器中心频率为10 MHz,波列只有两个周期,在实际的检测中可分辨0.5 mm当量的缺陷.     

基于PCI总线的超声显微镜研究与设计

为了提高超声成像系统检测复合板材料的分辨率,设计了一种基于PCI总线的全自动工业超声显微镜,研制了主频为20MHz的专用超声换能器,波列只有一个周期;其A／D部分具有250MHz的采样速度,同时用CPLD芯片对信号进行处理,结合计算机技术,其检测结果直接在计算机上显示,并能够对检测结果进行数据处理、表达、传送、存储等,使超声显微镜成像检测系统能够检测到O．2mm当量的缺陷。     

适用于在线检测的涡流检测系统研制

为了准确地测量核反应堆中石墨球的数量,以及把存在缺陷的石墨球筛选出来,研制了适用于在线检测的数字化涡流检测系统.论述了其硬件电路,该电路可产生性能良好,频率、幅值稳定的激励信号,频率范围为0～5 MHz;结合上位计算机、数据采集模块以及LabVIEW虚拟仪器软件平台,实现了信号的采集、分析、处理与显示.结果表明,该系统可以精确测量石墨球的个数和准确筛选出有缺陷的石墨球.     

质点沿平面曲线的非理想约束运动

通过质点沿平面曲线的非理想约束运动方程在切线和法线方向上的1分式，导出质点这一条件下的运动速度表示式，并进一步求出其约束反力，从一定角度解决一些非理想约束问题。     

光弹法研究固体圆柱横截面上的脉冲声场

为了研究超声脉冲波在钢、铁、铝等金属棒内的传播规律。检验已有的声学理论,采用和金属声速接近的光学玻璃为样品,当超声垂直于样品侧壁入射时,利用研制的动态光弹成像系统研究了玻璃园棒内超声脉冲纵波、横波、瑞利波声场的传播特性。自动记录了0—99．9μs时间内各种超声波声场在玻璃园棒横截面上的传播图像（时间间隔0．1μs）,由此来模拟超声脉冲波在金属棒横截面中的传播行为。     

高频窄脉冲超声聚焦传感器的工艺及应用

在双金属转子复合层全自动超声特征成像检测系统中,凶柱塞孔孔径小、孔肇薄,针对此类扩散焊检测,为了提高超声成像系统的分辨率和信号的信噪比,研制了用于检测双金属转子复合层扩散焊连接质量的超声传感器.本文提出了用声程相等的理论来设计超声传感器的聚焦,利用耦合剂和工件声速的不同,把内孔铜层作为传感器的声聚焦透镜,用光学方法对传感器的聚焦声场进行了验证.制作的传感器中心频率为10 MHz,波列只有2个周期,在实际的检测中可分辨0.5 mm当量的缺陷.