超声内检测含缺陷管道壁厚确定方法

超声内检测器检测含缺陷管道时,回波信号高度敏感于探头与管道的空间相对方位,是影响管壁厚度检测精度的关键影响因素之一。利用自主研制的A扫描超声内检测实验装置,针对DN219×7.48 mm、Q235碳钢外壁含体积型缺陷管道,开展超声探头与被测管道分别在正对状态和存在轴向错位、环向错位以及两种错位共存4种状态下的超声检测实验,获得了不同空间姿态下的回波信号。分析了回波信号的时域波形特征,基于提取的时域特征参数,建立了管道壁厚计算过渡方式,并确定了壁厚计算方法。发现能确定含缺陷管段壁厚的错位范围比确定无缺陷管段壁厚的错位范围小;轴向错位对信号中缺陷底面回波特征的影响比环向错位大。结果表明:提出的含缺陷管道壁厚计算方法能准确确定管道壁厚,计算壁厚与实际壁厚最大误差小于5%,说明检测精度满足工程需要。     

复合材料高频探头特性研究

基于复合材料高频探头辨识金属材料的应用,研究了探头压力、脉冲电压、脉冲重复率及所用探头的频率、耦合条件等因素对辨识结果的影响,并与同条件下的压电探头的性能进行了比较.结果表明,复合材料探头在压力为2.5 N会取得稳定的散射回波信号,频率在一定范围内越大,得到的散射信号越清晰,回波信号的大小与脉冲电压、增益和耦合条件有关.采样平均次数为2 000次时散射信号趋于稳定;脉冲重复率在一定范围内可以调整,不会影响辨识结果.在同等参数下对比发现,复合材料探头在辨识相近金属材料方面具有优势.     

超声波检测技术在城铁地板上的应用研究

城铁地板材料为钎焊铝合金蜂窝板,分析了地板钎焊接头超声波A扫描回波信号。利用数值仿真软件模拟了超声波信号在地板焊缝中的传播过程,分析了探头在焊件不同区域时,信号特征的变化情况,研究了铝合金蜂窝板地板钎焊接头状态与超声检测A扫描回波信号之间的关系。超声检测A扫描回波信号可以准确地反映出地板焊接的成型质量,能够表征钎焊接头内部的连接状态,可以用来评价城铁地板的连接质量。     

基于超声衰减系数谱辨识金属材料方法的适应性研究

研究影响超声衰减系数谱辨识金属材料的因素,如探头压力、脉冲电压、脉冲重复率以及所用探头的频率、耦合条件、辨识对象的厚度等。研究表明:探头压力大于等于200g时,会取得稳定的辨识结果;在一定的范围内随着探头频率的增大,瑞利散射系数增大,散射信号加强。探头频率和材料厚度的选择,应以能提取到明显的散射信号为准,不应随意改变脉冲电压和增益的大小以及耦合的情况。利用示波器进行采样的平均次数在2 000次左右时,散射信号趋于稳定;脉冲重复率在一定范围内可以调整,不会影响辨识结果。     

基于二维阵列的相控阵超声三维成像实现

基于二维阵列的三维成像在实现上具有阵元多、通道数多、系统复杂、回波信号弱等困难。从阵列探头的设计着手,分析了时间空间信号在离散有限长窗函数下的行为特点,推导出阵列探头设计的一般规则;在此基础上,利用脉冲回波场理论,通过计算机模拟,设计了8×8二维阵列探头,并利用该阵列实现了相控阵超声三维体数据的扫查和显示。实验表明,该系统和阵列探头具有良好的性能,扫查所得人工缺陷的三维超声图像提供了很好的轮廓、走向等信息。     

基于广义S变换的超声多普勒信号瞬时速度提取

多普勒回波信号中瞬时速度的提取对目标的运动状态分析具有重要意义,但由于其非平稳性的限制,一般的分析方法无法提供足够的时频聚焦性能.针对这个问题提出了基于广义S变换的超声多普勒信号瞬时速度提取方法,并进行了计算机仿真和实验验证.在仿真上设定超声波入射一个往复运动的质点得到了多普勒回波信号,在实验上设计了一个往复运动的机械装置,超声探头发射超声波并接收回波信号.通过对回波信号进行广义S变换,提取了信号的瞬时频率,并计算得到瞬时速度.计算机仿真和实验研究表明了广义S变换在超声多普勒信号中运动目标的瞬时速度提取上的有效性.     

NH3水溶液的超声波速度及其温度系数

应用脉冲回波重合法(pulse-echo-overlap method)，在0～40℃温度范围内，精确地测量了NH3水溶液(氨水)中超声波传播时间随温度的变化关系，并由此计算了它的超声波声速及其一级、二级温度系数．     

基于小波变换模极大值的橡胶薄层厚度超声检测

为解决同一薄层界面处的各次反射回波在时域上不可分离导致无法测厚的问题,提出利用小波变换模极大值对橡胶薄层超声回波信号奇异点进行检测的方法.信号奇异点构成模极大值曲线,极大值曲线产生周期性,相邻的极大值曲线对应入射时基体/橡胶界面和反射时橡胶/基体界面回波信号的到达时间,其差值为超声波在橡胶薄层中传播时间的2倍,取其平均值,计算出橡胶薄层的厚度.仿真结果表明,该方法的相对误差均在10%以内.经实例验证该方法是可行的.     

线性调频超声信号脉冲压缩的实时实现

编码脉冲在不增大发射峰值功率的前提下,通过增大时宽-带宽积显著提高超声平均发射功率,然后在接收端通过脉冲压缩恢复应有的纵向分辨力,并显著增强信噪比.利用现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)设计了一个中心频率为10 MHz的线性调频脉冲(chirp)发射和实时脉冲压缩系统,由FPGA控制DDS(direct digital synthesizer)产生chirp信号,送入模拟乘法器与窗函数相乘,经功率放大后作为发射脉冲,回波信号送回FPGA进行脉冲压缩处理,82μs的回波数据可以在230μs的时间里处理完毕.实验使用了中心频率10 MHZ、带宽7 MHZ、时长5μs的chirp信号.和单脉冲系统相比,在纵向分辨力没有明显损失的情况下,脉冲压缩方法使信噪比增强了12.8 dB,旁瓣抑制可以达到30.6 dB.     

NH_3水溶液的超声波速度及其温度系数

应用脉冲回波重合法 (pulse -echo -overlapmethod) ,在 0～ 40℃温度范围内 ,精确地测量了NH3 水溶液 (氨水 )中超声波传播时间随温度的变化关系 ,并由此计算了它的超声波声速及其一级、二级温度系数     

一种最优码宽的Barker码超声测量技术研究

超声编码发射技术是一种有效的提高超声测量精度的方法。本研究通过实验验证,提出了在超声测量中,采用最优码宽的13位Barker数字编码激励并结合匹配滤波解码压缩的方法替代传统的单脉冲激励的方法,通过对回波信号能量压缩以及对测量系统的优化,并且在实验的基础上加入渡越时间的修正量,形成了新的超声液位测量技术,并通过实验进行验证。仿真和实验结果表明,液面静止状态下,巴克码激励方式渡越时间修正前与修正后测量绝对误差比单脉冲激励方式分别最少减小0.631mm和1.617mm;与传统的单脉冲测量在分辨率、信噪比等方面比较,编码激励技术能有效地改善超声测量的精度,具有较强的实际应用价值和市场前景。     

基于改进相差法的超声波微流量检测

针对传统超声波流量测量方法在微小流速工况下难以实现高精度测量的问题,提出一种基于计数器法与取样积分法相结合的改进相差法测量方法.首先采用高稳定性电子计数器实现整周期延迟相位粗测量,再基于取样积分原理实现剩余子相位的精细测量,通过增大取样积分次数抑制由抖动引起的相位差测量误差;同时通过移相控制,消除传统鉴相器具有的不稳定...     

耐火材料热震结构损伤的测定

探讨了利用超声波探伤仪测定或比较耐火材料热震结构损伤的可行性 .结果表明 ,对于在实验温度范围内不发生物理化学变化的耐火材料 ,如镁尖晶石砖 ,用超声波探伤仪测定其热震结构损伤具有可行性 ;而对那些在实验温度范围内发生物理化学变化的耐火材料 ,如含钛酸铝制品 ,是不可行的 .对于含碳的制品 ,应选择适宜的超声波频率 ,才能获得较好的实验效果     

超声脉冲法测量固体材料切变模量

研究利用扭转超声脉冲测量固体材料切变模量的动力学新方法与新技术.用磁致伸缩式集成超声传感器激发和接收扭转超声脉冲,测量其在被测材料试样中的传播时间,根据试样长度及材料密度计算出材料切变模量.讨论该方法的测量原理,测量系统构成和磁致伸缩式扭转超声脉冲激发与接收集成传感器设计原理;对影响测量不确定度的因素进行了分析.采用基于Wiedemann效应的磁致伸缩式超声传感器及通用电子仪器对3种不同材料的切变模量进行了测量,实验结果证明了该方法的实用性.     

超声探伤仪性能测试系统的研究与设计

为实现超声探伤仪性能测试自动化,提高测试效率和精度,研究并设计了一套超声探伤仪性能测试系统。系统以工控机作为中心处理单元,数据采集卡、超声波发射/接收卡实现了数据信号的采集和传输,通过GPIB总线来连接测试平台和待检仪器,简化了系统硬件组成。系统软件以Visual C++2008作为开发平台,采用模块化和结构化思想编写程序,具有良好的扩展性。采用小波分析方法对超声回波进行滤波,有效抑制了信号中噪声对测试精度的影响。试验结果表明,所开发的测试系统能够准确测试超声探伤仪器各项性能参数,实现了测试的智能化。     

液位测量中的温度补偿

利用超声波探头测量液位时,因为在水中超声波传输速度会随温度的变化而变化,使测量的准确度降低.利用AD590温度传感器和P89LPC935中的AD转换器测量温度,准确计算出声速,进而准确地测量出液位.     

一种具有零稳态电流的新型上电复位电路

为实现具有超低功耗且稳定可靠的上电复位电压输出,提出了基于电平检测的具有零稳态电流的新型上电复位电路,该电路由电平检测电路、状态锁存电路和欠压检测电路组成,通过在上电复位之后切断电平检测电路的电源实现复位稳定后的零稳态电流,其输出复位电压的状态由状态锁存电路锁存.该电路采用0.18μm Bi-CMOS工艺设计,电源电压为1.8 V.Cadence Spectre的仿真结果表明,该电路在上电复位结束后的稳态仅有数纳安的漏电流,起拉电压和欠压检测电压受温度影响很小,因而适用于集成到超大规模片上系统(SoC)芯片中.     

一种适用于骨肿瘤热疗的光纤光栅测温传感器

为解决骨肿瘤微波热疗时传统电子传感器在微波场环境中无法工作、探针刺入骨膜部位时易折断以及使用寿命短的问题,本文采用光纤光栅测温原理设计了一种测温传感器,该传感系统包括测温探针和光纤光栅多点温度监测仪,采用特殊的一体化结构设计及封装工艺,使探针具有0.5 mm壁厚,提高了传感器整体尤其是探针的机械强度,确保了传感器整体密封性能;采用不锈钢材质加工制作,延长了传感器的使用寿命。实验结果表明,传感器的精度为±0.3 ℃,测温响应时间为5 s。临床应用测试结果表明,该系统分辨率达到0.01 ℃,精度、可靠性高而且抗电磁干扰。     

Schottky结构半导体粒子探测器的辐射测试

提出一种金属－半导体－金属Ｓｃｈｏｔｔｋｙ结构的粒子探测器，它用高迁移率，半缘绝的Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体ＧａＡｓ为材料制成大面积的粒子探测器。经过能量为１．５ＭｅＶ，剂量分别为５００ｋＧｙ和１ＭＧｙ的电子辐射和剂量分别为３００ｋＧｙ和５００ｋＧｙ的＾６０Ｃｏγ射线辐射，探测器能正常工作，是一种新型的经得起强辐射的粒子探测器。     

发动机控制器ECU中功率管的温度预测研究

为了准确预估发动机控制器ECU中的功率MOSFET管的温升情况,建立了一个针对工作于PWM脉宽调制方式下的功率MOSFET管的峰值节点温升预测简化模型,基于功率管的DATASHEET参数,模型可以快速地对工作于PWM调制方式下的功率管峰值节点工作温度做出精确预测.通过试验测量的温升结果和模型的预测温升结果的对比,验证了模型的温升预测精度,对温升的预测最大误差不超过2.3%.虽然温度预测模型是基于柴油机电磁阀驱动电路,但预测模型可以很容易地扩展到其他的功率驱动电路拓扑结构.