智能超声频谱分析在无损检测中的应用研究

介绍了智能超声频谱无损检测系统的设计和试验研究．该系统采用实时高速数据采集（ＡＤＣ，ＫＳＶ３２０８），与发射－接收系统及自动提取缺陷电路等一起构成了系统的硬件．将相关分析、谱估计、系统分析、模式识别与神经网络等现代数字信号处理技术应用到整个系统中，构成了系统软件．利用本系统成功地对平槽、圆孔、斜槽（样本数为３×８）进行了定性、定量分析     

超声无损检测机械手的设计与实现

为了解决由平面、弧面、球面等组成的零部件的超声无损检测问题,提高检测的自动化程度和可靠性,提出了基于机械手的超声无损检测系统。借助于超声检测技术、机器人技术、数字控制技术、计算机技术等,研制了一种用于超声无损检测的机械手。该机械手由机械系统、控制系统、伺服系统、检测系统等组成,通过PC机控制,能够实现自动控制并实时获取坐标信息,有利于缺陷的定位、定量和定性分析,其结构简单,性能价格比高,不仅能够用于超声无损检测,而且也可以用于其他场合,具有广泛的适应性。     

超声无损检测机械手的设计与实现

为了解决由平面、弧面、球面等组成的零部件的超声无损检测问题，提高检测的自动化程度和可靠性，提出了基于机械手的超声无损检测系统。借助于超声检测技术、机器人技术、数字控制技术、计算机技术等，研制了一种用于超声无损检测的机械手。该机械手由机械系统、控制系统、伺服系统、检测系统等组成，通过PC机控制，能够实现自动控制并实时获取坐标信息，有利于缺陷的定位、定量和定性分析，其结构简单，性能价格比高，不仅能够用于超声无损检测，而且也可以用于其他场合，具有广泛的适应性。     

基于UML的超声三维可视化无损检测系统

为了满足工业无损检测中人们利用超声点云数据进行三维重建的需求,提出一种UML与组件技术相结合的用于超声三维可视化无损检测系统的建模方法.分析系统需求,并利用UML和组件技术相结合的建模方法,构建出超声三维可视化无损检测系统模型,包括系统的架构、需求、用例、静态类、活动、时序和组件部署模型,开发出超声三维可视化无损检测软件系统原型,并经过实例验证了建模方法的有效性.系统开发实践证明:基于UML和组件技术的超声三维可视化系统结构设计合理,复用性、维护性和可拓展性强,为研究超声点云的三维重建算法和将其用于工业无损检测的目标提供了实验依据和实验平台.     

Hilbert-Huang变换在非线性超声无损检测中的应用

为了提高非线性超声无损检测方法对缺陷位置和相对大小的表征能力,该文将H ilbert-Huang变换方法用于非线性超声无损检测信号的处理。粗晶奥氏体不锈钢材料的非线性超声无损检测信号具有非线性、非稳态和低信噪比的特性,H ilbert-Huang变换对此类信号的特征提取具有独特的优势。实验结果表明:通过H ilbert-Huang变换的瞬时频率能够确定缺陷位置,瞬时幅度可表征缺陷的相对大小;该方法达到了对0.6mm晶粒平均直径的粗晶奥氏体不锈钢中65 mm深、0.8 mm平底孔的小缺陷检出能力,说明H ilbert-Huang变换有效提高了非线性超声无损检测的缺陷表征能力。     

钎焊缺陷的超声无损检测

针对传统钎焊缺陷检测方法存在的诸多弊端,提出了一种利用超声水浸聚焦Ｃ扫描进行检测和依据钎着率进行评价的钎焊缺陷无损检测与评价方法,并开发了集计算机、超声无损检测与评价、图像处理、精密仪器和数控技术于一体的超声无损检测图像处理系统,实现了钎焊缺陷检测的自动化、图像化．通过对大量的钎焊试样进行检测及解剖发现,其Ｃ超图像与解剖界面的缺陷大小和分布完全一致．实践表明,文中提出的钎焊接头焊接质量的控制方法是非常有效的,开发的图像处理系统具有检测灵敏度、分辨率和自动化程度高,图象显示直观清晰,数据存储与调用快捷可靠,用途广泛等特点．     

超声相控阵检测CFRP缺陷识别方法

碳纤维增强复合材料(CFRP)以其特殊的性能广泛应用在不同领域,然而缺陷的存在严重影响材料的性能,造成重大的经济损失,甚至存在安全隐患,因此,碳纤维复合材料的无损检测与缺陷识别已成为该领域的研究热点之一.利用超声相控阵系统检测CFRP中3种常见缺陷——分层、夹杂和脱粘,得到原始A扫信号,运用小波包变换理论,提取样本特征值,建立并训练BP神经网络,对3种缺陷进行识别,识别率达到95.7%.结果表明:利用超声相控阵技术可以提高缺陷检测效率,对缺陷有良好的成像效果;小波包与BP神经网络的结合,对CFRP中的不同缺陷有较高的识别率.     

用于管道焊缝检测的激光超声系统

针对石油管道焊缝检测中被测样品粗糙,作业环境恶劣等问题,基于光折变晶体内双波混合干涉原理,研制了高频激光超声测振仪,结合激光超声的激励技术,设计了一种可用于检测石油管道表面及内部焊缝缺陷的激光超声检测系统.利用该系统分别对缺陷在表面和内部的管道焊缝试块进行了超声激励和检测实验.实验结果表明,该系统能有效地分析出被测样品表面以及内部缺陷的位置以及相应深度,检测分辨率达到0.01 mm,缺陷位置检测误差控制在2%以内.该检测系统结构紧凑可靠,操作简便,开发的高频激光超声测振仪能工作在管道焊缝检测的常见作业环境(70~75 d B低频环境噪声),具有一定的适用性.     

多通道虚拟超声检测系统研究

多通道虚拟超声检测系统由计算机、３块ＰＣ插卡（多通道超声发射／接收卡、超声图像卡与步进电机驱动卡）、聚焦探头和机械系统组成,能够实现,Ａ、Ｂ、Ｃ扫描成像,数据处理,缺陷定位,定性和定量分析,将计算机技术,虚拟仪器技术,信号和图像处理技术引入超声无损检测领域,拓宽了传统超声检测的应用范围。     

桥梁拉索表面缺陷无损检测系统设计

针对国内外对桥梁拉索表面缺陷检测方法的不足,提出了以高速数字信号处理器芯片DM642为核心的桥梁拉索表面缺陷无损检测系统设计方法,并搭建了检测系统硬件平台。检测系统主要包括缺陷图像高速数据采集单元、DM642硬件平台、爬行移动机构和缺陷定位装置。结合数字图像处理算法,在实验平台上对系统设计进行了现场实验验证,大量试验证明该系统具有工作稳定可靠、实时性好、海量存储和无损检测等优点。设计的检测系统技术先进,对目前的桥梁拉索健康检测具有重要的现实意义和实用价值,而且该方法具有较好的通用性,可以推广应用到其它相关的检测领域。     

基于信号处理的胶接结构超声无损检测的研究

针对常规超声无损检测方法较难检测胶接缺陷和不能检测胶接强度的问题,本文将信号处理技术与超声无损检测技术结合起来,应用特征参数分析、模式识别和回归分析等现代信号处理技术解决胶接缺陷检测和胶接强度估计的问题.定义了两种新的特征参数——相位特征参数和复倒谱特征参数,研究结果表明这两种特征参数与胶接结构质量是密切相关的.胶接缺陷的平均识别率在80%以上,胶接强度的估计精度也令人满意.与信号处理技术相结合是超声无损检测技术的发展方向之一.     

活塞杆摩擦焊接头的超声检测及缺陷二维重构

针对活塞杆摩擦焊接头的未熔合缺陷,采用超声无损检测方法对部件接头进行检测并提取了含噪声的超声回波信号,利用小波降噪法对含噪声缺陷信号进行了降噪处理,通过多位置、多点检测的方法对未熔合缺陷进行了二维轮廓重构.结果表明:1) 通过优化小波阈值降噪算法的参数提高了回波信号的信噪比,可以提升检测的有效性与准确性;能实现对缺陷信号的降噪并保证信号的完整性;2) 对检测数据进行理论计算确定了缺陷的多位置边缘点,通过缺陷边缘点的拟合,实现了未熔合缺陷的二维轮廓重构,重构结果与破坏性检验结果基本吻合.     

无损检测技术在土木工程中的应用

结构的无损检测是土木工程研究的新课题,它可以评价构件的允许负荷以及寿命或剩余寿命;检测在制造过程中产生的结构不完整性及缺陷情况;可以有效地防止建筑物的突然破坏。研究人员通过研究用于结构损伤识别的多传感器信息融合技术、神经网络技术、负荷响应技术、非接触超声换能技术等无损检测技术,对无损检测技术的未来发展进行了展望。     

超声无损检测及实验教学系统的研究与开发

开发了一套超声无损检测计算机集成系统。该系统集测试、控制、数据采集与模式识别于一体，系统扫查精度高、数字信号采集与处理功能强、有多种图形图像输出模式，能够用于多种材料结构的无损探伤和缺陷评价，满足工业产品的质量控制、新材料研发及无损检测实验教学工作的需要。     

基于深度学习的管道焊缝超声检测缺陷识别方法

超声无损检测是目前管道焊缝质量检测应用最为广泛的一种检测手段,但是迄今为止在很大程度上依赖于训练有素的人体检查员的专业知识和判断。目前在深度学习的方法已经很好的应用于基于图像数据的管道焊缝缺陷智能检测,但是对于深度学习辅助判断超声无损检测却进展缓慢。主要原因是超声无损检测数据的复杂性（步长大、多模态、多峰分布等）,神经网络训练往往出现梯度消失或爆炸的问题,而且能用于训练的标准数据集也严重匮乏。为了克服这些困难,首先引入特殊标准化方法和全连接隐含层实现了一种超声无损检测数据增强方法FMC-GAN构建虚拟数据集,再根据改进的LSTM-FCN模型并引入门函数,以此彻底克服超声无损检测数据复杂性。最后实验表明LSTM-FCN网络识别真实检测数据中的缺陷漏检率为0,各缺陷综合正确识别率高于95.6%,达到工业检测的要求,为超声无损检测智能化发展提供重要研究基础。     

先进复合材料超声无损检测新技术的应用

 针对航空航天高端装备制造与服役过程中复合材料部件的复杂型面检测、非接触检测、快速检测、现场检测等问题,依托自主研制的新型超声检测系统开展实验研究,基于相控阵超声技术实现碳纤维增强树脂基复合材料L型构件R区孔隙、分层缺陷检测;基于空气耦合超声技术实现蜂窝夹芯复合材料脱黏缺陷检测;基于激光超声技术实现碳纤维树脂基复合材料孔隙、紧固孔分层检测及耐高温复合材料分层缺陷检测。分析了各项技术的关键问题、应用范围和发展方向。研究结果表明,应用超声无损检测新技术可以实现复合材料部件的复杂型面检测、非接触检测和快速检测,并且可以现场应用。     

船用电磁检测系统的研发

为了使船舶无损检测工作更加方便进行,以漏磁检测理论为基础,根据磁化方式的特点、磁化强度的要求以及局部磁化等,设计了以C8051F020单片机为核心的数据采集模块.利用C语言编写了检测系统的液晶显示、采集处理、通讯、按键和打印子程序.开发了阵列式电磁检测仪,能定性无损检测船舶设备的缺陷.通过对实验室钢板缺陷的测试,验证了本仪器的优越性     

平行磁化NdFeB钢丝绳无损检测仪开发

针对径向磁化半环磁铁钢丝绳无损检测仪,难以实现理想的径向磁化进而导致的钢丝绳缺陷检测灵敏度低等问题,采用漏磁原理开发了一种基于平行磁化NdFeB磁体段的新型钢丝绳无损检测仪,并对其检测效果进行评价实验分析。首先,利用自制夹具对32段等弧形NdFeB永磁铁进行组装,并完成无损检测仪结构的设计与装配;然后,基于新型钢丝绳无损检测装置设计了传统的钢丝绳漏磁信号检测系统;最后,运用BP神经网络进一步提升传统系统对钢丝绳损伤的检测效果。结果表明:新型无损检测仪在钢丝绳受损处能检测到强烈的漏磁信号,此外运用BP神经网络后断丝数量和位置检测精度分别提升了31.5%和22.4%,该检测仪器的有效性和灵敏性。     

用于CA488轻型车凸轮轴的音频无损检测系统

根据工件被激振后,其声音在空气中传播的理论,应用电子计算机技术,介绍了一种新的在线检测工件内在质量的音频无损检测方法,它包括音频信号的接收、音频信号处理及输出三大部分,实现音频无损检测系统的高精度、数字化和智能化检测,介绍了音频无损检测系统的结构原理及系统中采用的多点频率跟踪滤波器的设计方法,将该系统应用于ＣＡ４８８轻型车凸轮轴的实际检验,验证了该系统的可靠性。     

无损检测在增材制造技术中的应用研究进展

 论述了增材制造的特点及增材制造技术在国内外的发展和应用情况;分析了增材制造成型工艺过程中形成缺陷的类型及特征,同时结合各类无损检测方法的应用特点,介绍了针对增材制造制件的超声检测、计算机断层扫描、涡流检测和红外相机测量等多种无损检测方法,以及它们在增材制造制件检测中的适用性和优缺点;提出了未来增材制造制件无损检测应向无损检测新技术的应用、在线检测方法和无损检测方法标准的建立和完善等方向发展。