腐蚀损伤的激光超声可视化成像检测

腐蚀损伤广泛存在于国防科技、交通运输等工业领域,严重威胁了结构的安全性和可靠性,因此对腐蚀损伤的安全检测具有重要意义。依据激光超声的基本理论,采用自主设计的全自动激光超声扫描实验系统,通过对铝板中的腐蚀损伤进行激光扫描实验,分析了Lamb波能量、幅值和腐蚀之间的关系,并依据“弹性波能流法”的原理,利用幅值最大值完成了损伤区域的可视化;提出了一种评估铝板腐蚀程度的方法——能量比较法,完成了对不同腐蚀程度的铝板的评估分析。该研究可实现腐蚀缺陷的快速检测与评估,并且检测结果直观可视,展现了巨大的应用前景。     

激光超声无损检测技术

根据电磁理论，推导了在固体中激光超声产生的热膨胀机理和电子机理。研究了激光超声信号的光学检测方法。结果表明，激光超声可以重复产生窄脉冲，在时间和空间具有极高的分辨率，适用于材料的无损检测。     

多模态超声导波管道检测技术的研究

目前管道检测技术尚难实现大面积、长距离和复杂状态管道的早期裂纹快速检测。而多模态超声导波管道检测技术,利用超声导波,基于小波分析、遗传算法和随机理论,研究激励的方法、信号的采集、分析和管道状态判别的理论和技术,可以实现这一目标。     

激光超声无损检测技术研究

阐述了激光超声技术的产生机理,重点介绍了激光超声的热弹效应,探讨了激光超声检测技术的检测系统及其在工业发展中的应用前景,并对其激发原理进行了研究。     

基于超声Lamb波技术的储罐底板缺陷检测

 针对储油罐底板长期服役过程中罐底边缘板常发生腐蚀的情况,研发出一种超声Lamb波检测技术,开展了相关实验研究并设计了一套储罐检测自动化装置。对14mm大厚度钢板进行了仿真分析,计算出激发角度曲线,得出其A0模态Lamb波最佳激发角度为70°。设计加工了某2万m³成品油储罐底板1:1实验模型,并使用设计的UT350平板导波检测系统在该模型板上开展了实验,当激励信号频率为490kHz时检测结果最佳。实验结果表明Lamb波A0模态的低频脉冲信号能实现对大型钢板的缺陷检测,具有较好的缺陷识别能力。设计了一套能紧贴储油罐壁自动行走的储罐底板自动化检测装置,该装置可根据储罐边缘板自动调节传感器角度和压紧力,能根据检测效果调节行走速度。实现了对储罐底板缺陷连续、高效、稳定的在线检测过程。研究结果和设计装置实现了对储油罐底板缺陷检测,为储罐安全运行提供了保障。     

基于小波分析法的传感器信息融合的运动损伤检测方法

传统方法针对多组传感器路径中的检测点,在很大程度上会出现若干存在差异的损伤发生概率,导致运动损伤检测不准确。为此,提出一种传感器信息融合的运动损伤检测方法。利用多帧帧间差的累积消除空洞效应,在此基础之上,融合传感器确定出准确的人体运动区域,以此对不同场景人体运动进行监测;采用小波分析法对监测结果的非平稳信号进行分析,得到运动损伤特征。将传感器信息融合和小波神经网络结合在一起,获取所有传感器的小波能量特征向量,按照最大概率密度函数值和特征向量获取融合运动损伤检测结果及损伤种类。实验结果表明,所提方法检测结果准确,实用性强。     

激光超声的铝板缺陷可视化检测方法

为了提高激光超声检测铝板缺陷的最大振幅超声波C扫描图像的质量并精确识别缺陷大小,在算法上,提出滤波和差分相结合的数据处理方法;在实验上分别用不同频率不同角度的超声换能器对铝板缺陷扫描激励检测确定最优检测参数.实验结果表明:超声换能器与铝板之间90°倾角耦合时虽然可以有效识别表面缺陷,但45°倾角耦合时,超声换能器对铝板...     

激光在气-固界面激励泄漏Lamb波的数值模拟与实验检测

以激光超声的热弹激发机理为基础,采用有限元技术求解热传导和热弹体运动的流．固耦合问题,得到了脉冲激光线源激励下气．铝界面上的瞬态泄漏Lamb波波形．在实验上,建立了基于光偏转原理的泄漏Lamb波探测装置,探测了脉冲激光在气．铝界面上激励泄漏Lamb波的实验波形．以数值计算和实验数据为基础,通过波形的相位谱和振幅谱分析了泄漏Lamb波的色散特性和衰减特性．     

激光超声检测表面硬度分析

和传统的压电技术相比,激光超声系统具有不需要耦合剂、非接触、以及能对曲面和复杂形状的几何形体进行检测等优点近年来,在无损检测领域内得到了广泛的应用文中介绍了利用激光超声来确定表面硬度的方法表面波的传播具有纵波和横波的特性,实验结果表明,表面波波速随硬度的增加而降低轴类零件在交变载荷下工作时,其表面要比心部承受更高的应力,表面硬化是为了增加其强度、硬度、抗疲劳强度硬化层的特性通常由其硬度和深度来表征对表面波来说,可以通过改变其波长的方法来改变它的贯穿深度,从而测取表面硬度的深度函数表面波波速的精确测量是无损检测表面硬度和深度的前提,其精度要求表面波相速的变化小于２％由于激光超声具有很高的时间和空间分辨率,能对表面波声速进行精确的测量通过对硬度分别为５８Ｒｃ和２５Ｒｃ的样品的实验,表面波速度变化不超过０．０７％（５８Ｒｃ）和０．１４％（２５Ｒｃ）通过分析测定硬度和表面波波速两个独立实验的结果,得出了两者之间的线性关系虽然两者的关系的确切联系尚未清楚,但是可以依据实验测量ＳＡＷ速度及硬度的值并运用到表面深度的无损检测中     

激光超声技术及其在材料缺陷检测中的应用

概述了激光超声的激发机理和探测方法,并指出光学检测方法的优点与重要性;介绍了声表面波及其在材料缺陷检测中的应用,详细介绍了扫描激光源技术检测材料缺陷的方法;同时指出了激光超声技术在实际应用中的优点和缺点。     

应力历史影响下混凝土应力的激光超声检测

为了探讨应力历史对激光超声技术检测混凝土应力状况的影响,应用声弹性技术原理,开展了基于激光超声的混凝土试件单轴循环加载试验,分析了应力历史对声弹性效应的影响。试验结果表明,多次循环荷载作用后瑞利波速度与应力在荷载循环阶段表现出稳定的正比例关系。由实测瑞利波相对波速与应力拟合得到的声弹性系数可用于计算混凝土试件绝对应力,计算误差受历史应力影响,声弹性公式的应用表现出一定的局限性。根据试件从无应力状态重新加载直至破坏状态这一阶段非绝对线性的波速—应力曲线,利用70%的极限应力定义了混凝土构件的安全系数并构建了安全系数与应力状态的模型,提出了一种基于激光超声的混凝土应力状况判别方法,对混凝土绝对应力的计算结果加以补充判断,为混凝土应力状况的检测与评价提供参考。     

基于多模态深度神经网络的抓取检测方法

针对机器人抓取检测任务中对未知物体抓取检测精度低的问题,本文提出了一种多模态深度神经抓取检测模型。首先,在RGB和深度两个通道中引入残差模块以进一步提升网络的特征提取能力。接着,引入多模态特征融合模块进行特征融合。最终通过全连接层回归融合特征以得到最佳抓取检测结果。实验结果表明,在Cornell抓取数据集上,本文方法的图像拆分检测精度达到95.7%,对象拆分检测精度达到94.6%。此外,本文还通过消融实验证明了引入残差模块可以提高网络抓取检测性能。     

非接触超声红外热像技术在裂纹检测中的应用

非接触超声红外热像技术是一种新型无损检测技术,可在无接触条件下实现对材料的检测。介绍了非接触超声红外热像技术的基本原理和特点,并利用非接触超声红外热像技术对一个碳纤维复合材料T形接头和预埋有裂纹缺陷的有机玻璃进行检测,检测出了表面和亚表面裂纹和材料棱角处冲击损伤导致的缺陷,该技术具有一定的检测能力。     

非接触激光检测技术在排架柱振动测试中的应用

通过室内试验得到PDV-100斜向测量物体振动的一般规律,然后应用其检测桥式起重机运行时引起的排架柱顶振动.该方法首先采用两个不同位置的PDV-100激光测振仪测出排架柱顶沿着两光路方向的振动速度,计算出排架柱顶垂直轨道方向和沿着轨道方向的振动速度,最后采用积分法将速度谱转换成位移谱,得到振动位移的时程曲线.该方法特别适合于因现场条件所限,无法在振动方向上布置测试光源的特殊情况.本文的研究进一步推广了PDV-100激光测振仪在土木工程中的应用范围.     

激光功率密度参数对激光超声信号影响的研究

在激光超声缺陷检测中,经过数据采集系统所采集到的激光超声信号幅值一般都很小,为了提高激光超声信号的幅值我们一般会对采集到的信号进行去噪处理或者改变脉冲激光相关因素从而提高实验的检测精度。通过实验室搭建好的激光超声缺陷检测实验平台,研究了在改变光斑大小从而改变激光功率密度的情况下,对激光超声信号特性的影响;分析了激光超声信号的频谱特性并对频谱分量进行统计。实验得出激光功率密度的改变不仅影响到激发机制,还对激光超声信号的幅值及其信号的频谱成分有影响。     

多波检测技术在超声厚度检测中的应用

目的确定超声反射测厚中反射波初至时间,提高反射法测量精度。方法运用多波分析技术,通过分析超声厚度检测中横波、直达纵波、反射纵波的不同传输特性,提出了斜率法判别反射波的起跳时间。结果根据斜率不同,在波场图中可以容易地得到反射曲线。结论解决了反射法测厚中反射初至时间确定难的问题,提高了测试精度。     

激光超声系统的定标

介绍激光超声的发展概况、物理机理、应用、接收以及实验的装置和所用的超声探头的设计;用铜和铝作为系统定标的材料,测定了超声纵波的声速;对所得结果进行了分析讨论.发现用激光超声测定声速的时候,对于特定的材料,一定的厚度和合适的光斑大小对于减小实验误差是非常重要的.     

激光超声非接触测量固体材料厚度的实验研究

利用高功率激光脉冲在固体材料中产生超声波这一物理现象,研究以非接触方式测量固体材料的厚度,通过专门设计的连续激光器探测系统,测量出的钢板厚度与实际数据相一致,为开展实际应用技术的可行性方面提供了理论和实验依据。     

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.     

光学外差干涉法检测激光超声振动

激光超声振动是在纳米级别的微弱振动,受环境噪声的影响比较大,且使用传统方法所得到的探测信号强度太低,不利于检测,系统信噪比也比较低。针对这个问题,使用组合透镜对激光进行聚焦,提高探测信号强度,并设计具有较高灵敏度的双光路差分干涉系统,将参考信号与探测信号的强度差控制在理想范围内。实验结果表面,探测信号的强度可达到648m V,与传统方法相比有10倍左右的提升,解调出的振动信号失真度较小,信噪比可达115。该系统对位移的分辨率可达0.03 nm。