基于脉冲激励的远场涡流检测机理及缺陷定量评估技术

脉冲激励信号包含非常丰富的频谱成分,以脉冲激励代替传统的正弦激励为克服远场涡流技术的不足提供了新的解决途径。在分析了脉冲激励下远场涡流检测机理的基础上,仿真分析了激励线圈和管道周围磁场和涡流的分布,得到了检测线圈处于不同场区时瞬态检测信号的变化规律,确定了远场区的范围。并从检测信号中提取了过零时间作为缺陷定量的特征量。最后,采用实验的方法验证了脉冲激励下的远场涡流技术对管道中轴向裂纹缺陷长度和深度的定量检测能力,实验结果表明该技术可以很好的实现对缺陷的定量评估。     

新型脉冲漏磁传感器的仿真设计与实验研究

在对带保温层管道进行检测时,由于保温层的隔离作用使得传统的电磁无损检测方法感生的磁场在传播到管道表面时已衰减的非常微弱,因此,对带保温层管道中腐蚀缺陷的检测是无损检测领域的一个难点.脉冲漏磁方法由于结合了脉冲检测频率丰富以及漏磁检测适于铁磁性管道检测的优势,因而采用脉冲漏磁技术对管道腐蚀缺陷进行了检测.在分析了脉冲漏磁检测原理的基础上,仿真分析了4种不同结构的脉冲漏磁传感器沿管道表面和管壁的磁场分布以及对不同厚度保温层的检测能力,仿真结果表明带聚磁板的模型具有较好的检测能力.最后,采用实验的方法研究了这种模型传感器对腐蚀缺陷深度的定量能力,实验结果表明该传感器可以很好地实现对腐蚀缺陷深度的定量检测.     

铆接结构中缺陷的脉冲远场涡流定量评估技术

针对飞机机身铆接结构检测中难以对缺陷进行定量评估的问题,将脉冲远场涡流检测技术运用于铆接结构缺陷检测之中。利用脉冲激励频谱成分丰富、可提取特征信息较多的优势对铆接结构中缺陷的定量评估技术展开研究。首先,建立铆接结构脉冲远场涡流三维检测模型,对缺陷进行检测,从而确定缺陷位置。在此基础上,分析缺陷类型、尺寸对检测信号的影响发现直接耦合分量幅值与上下表面缺陷深度之间具有不同的变化关系,从而实现对缺陷的分类识别。最终,利用信号的过零时间变化量实现对缺陷深度的定量,在缺陷深度已知的情况下,进一步利用直接耦合分量幅值变化对上表面缺陷长度进行定量;利用间接耦合分量幅值变化对下表面缺陷长度进行定量。     

航空金属套管结构脉冲远场涡流检测机制及探头优化

航空金属套管结构凭借其套管管材可选择性组合的特点,有力提升了航空管道服役过程中的结构安全性与稳定性,因此广泛应用于航空、航天等领域的重要装备中.为进一步保障航空金属套管结构的服役安全,需采用有效的无损定量检测方法定期对其进行检测和损伤评估.围绕不锈钢-碳钢双层航空金属套管的无损定量检测,着力探究脉冲远场涡流检测机制及检测探头优化.通过快速有限元仿真研究,明晰磁场及坡印廷矢量在套管内外空气域中的分布规律、远场区识别手段等,并基于此,深入探索电磁屏蔽结构及其在检测探头优化中的有效性.结合仿真研究,对航空金属套管腐蚀减薄缺陷检测进行了实验探究,通过实验进一步验证所提航空金属套管结构脉冲远场涡流检测的远场区识别方法以及基于电磁屏蔽的探头优化成效.     

基于UTC结构的非磁性平板脉冲远场涡流传感器参数优化的仿真分析

飞机多层结构中深层缺陷的定量评估是目前航空无损检测领域面临的一个难点问题,传统无损检测方法需要对飞机结构拆卸后进行检测,这样既增加了费用又无法满足飞机外场检测的需求,远场涡流技术由于不受集肤效应的限制,其可实现原位检测的优点成为解决此难题的有效途径。在分析了非磁性平板构件脉冲远场涡流检测技术所存在问题的基础上,通过设计基于UTC结构的传感器使得平板构件检测中也产生了远场效应。同时,对UTC结构中材料属性、UTC结构长度和厚度对检测结果的影响进行了仿真分析,得到了其优化设计的准则。     

金属材料点蚀缺陷的无损检测方法综述

点蚀缺陷会直接影响金属材料的使用性能与服役寿命,对其进行有效的无损检测与评估为预测疲劳寿命提供数据支撑具有重要意义。通过阐述点蚀缺陷的特点,指出了点蚀缺陷参数与疲劳性能之间的对应关系。通过介绍以漏磁、脉冲涡流和超声导波为主的点蚀缺陷无损检测基本原理,总结了这些方法用于点蚀缺陷无损检测的现状,对比分析了多种无损检测方法从理论模型、信号分析到工业应用的关键环节。通过分析点蚀缺陷检测时不同无损检测方法在信号处理方面的特殊性,指出了点蚀缺陷的可视化成像结合图像处理与信号分析是准确提取点蚀缺陷信息和定量化分析的关键基础问题,积极开展非接触式点蚀无损检测方法研究对提升检测精度与工业应用推广具有重要意义。     

红外热波脉冲位相法无损检测缺陷深度方法研究

针对目前缺陷深度定量无损检测的需求,利用脉冲式红外热波无损检测脉冲激励的特点,对平底洞试件进行脉冲式红外检测实验,在VC 中通过傅里叶变换处理得到位相热图序列,分析不同深度缺陷的盲频,进而得到缺陷深度.两种材料的深度校正曲线和误差表明,脉冲位相法为缺陷深度检测提供了有效手段.     

基于新型脉冲涡流传感器的裂纹缺陷定量检测技术

传统脉冲涡流检测技术采用反射型传感器,其通过一个圆柱形的激励线圈来产生激励磁场,采用检测线圈或霍尔传感器来检测扰动磁场,然而由于激励磁场要比缺陷引起的扰动磁场强很多,使得这种结构的传感器对缺陷的检测灵敏度不高,需采用差分的方法来增强缺陷信息.提出了一种新型脉冲涡流传感器,其通过采用矩形激励线圈来改变激励场的空间分布,使得无需差分就可以对缺陷进行定量.在分析该新型脉冲涡流传感器检测原理的基础上,采用仿真和实验相结合的方法研究了其对裂纹缺陷长度和深度进行定量的效果,仿真与实验结果相一致,证明了该传感器的有效性.     

钢丝绳截面损耗探伤传感器的研制

本文依据钢丝绳截面损耗缺陷的电磁无损检测原理,在实验的基础上,讨论了Hall元件在获取磁路主磁通变化信号中的特点,探讨了提高探伤精度的技术措施,并据此研制了采用多个Hall元件组合探伤的钢丝绳截面损耗电磁无损探伤传感器.     

混凝土缺陷智能化快速检测与定量识别技术研究

针对目前混凝土缺陷无损检测技术的不足及相关模型实验研究十分缺乏的现状,结合实际工程中混凝土结构常见的质量缺陷,制作了一系列含有不同类型、性质缺陷及无缺陷的混凝土模型试件,开展了基于先进的信号处理技术和人工智能技术的混凝土缺陷无损检测的模型实验研究。针对冲击回波测试信号非稳态的复杂特性,应用小波变换技术有效地提取了缺陷信号的特征值;并应用极限学习机(ELM)作为分类模型,由此在理论分析和模型试验的基础上,建立了基于小波分析和极限学习机的混凝土缺陷智能化快速检测与定量分类识别系统。结果表明:该系统具有较好的分类识别性能,初步实现了对混凝土缺陷类型、性质和范围的智能化快速定量识别与评价,极大地提高了混凝土缺陷检测与评估的速度及精度。     

新型方向性自差分涡流传感器的仿真设计与研究

传统涡流检测技术采用一个圆柱形的激励线圈来产生激励磁场,通过用检测线圈来收集扰动磁场,然而由于激励线圈引起的磁场要比缺陷引起的扰动磁场强很多,这种结构的传感器对缺陷的检测灵敏度低,需采用差分的方法来获取缺陷信息。提出了一种新型涡流传感器,其通过采用矩形激励线圈来改变激励磁场的空间分布,使得无需采用差分方法就可以获得缺陷信息。在对新型传感器进行原理分析的基础上,仿真分析了其与传统传感器探头缺陷检测灵敏度之间的差异。并对传感器尺寸和激励频率进行了优化设计,最后验证了该新型传感器对缺陷长度的定量检测能力。仿真结果表明,该新型传感器具有较高的检测灵敏度和缺陷定量精度,为以后单激励多检测阵列涡流传感器的研究奠定了基础。     

声振法混凝土路面的声学特征检测研究

为快速而又有效地进行无损检测(NDT),声振法研究了混凝土路面板声学特征变化的关系．利用有限元方法分析了有、无缺陷混凝土路面板的振动频率和振型,用语音数字信号处理技术,实验研究了试件中缺陷对声学特征的影响．理论和实验结果一致性很好,为用声学特征进行混凝土路面脱空等缺陷无损检测提供了理论和实验依据。     

基于X射线图像序列的焊缝缺陷自动检测方法

X射线无损检测对于焊接结构件的质量保证具有重要意义,焊缝缺陷X射线实时自动检测的核心技术是序列图像处理。目前,国内外的研究工作大多集中在基于孤立图像的处理中,由于焊缝缺陷形态的多样性而难以将噪声与微小缺陷区分开,因此无法解决缺陷的漏检率和误检率此消彼长的矛盾。该文着眼于时间序列图像,提出基于帧内分割和帧间跟踪相结合的焊缝缺陷检测方法,在图像的空间域处理中消除漏检,在图像的时间域处理中消除误检,从而为解决缺陷漏检和误检之间的矛盾提供了有效途径。试验和现场应用期间,对于常见的壁厚分别为8.8mm、12.5mm以5m/min速度运动的螺旋焊缝钢管中的一系列自然缺陷,最小检出缺陷直径分别约为0.6mm、0.8mm,符合工业应用要求,与此同时无误检出现。     

基于X射线图像序列的焊缝缺陷自动检测方法

X射线无损检测对于焊接结构件的质量保证具有重要意义,焊缝缺陷X射线实时自动检测的核心技术是序列图像处理。目前,国内外的研究工作大多集中在基于孤立图像的处理中,由于焊缝缺陷形态的多样性而难以将噪声与微小缺陷区分开,因此无法解决缺陷的漏检率和误检率此消彼长的矛盾。该文着眼于时间序列图像,提出基于帧内分割和帧间跟踪相结合的焊缝缺陷检测方法,在图像的空间域处理中消除漏检,在图像的时间域处理中消除误检,从而为解决缺陷漏检和误检之间的矛盾提供了有效途径。试验和现场应用期间,对于常见的壁厚分别为8.8 mm、12.5 mm以5m/m in速度运动的螺旋焊缝钢管中的一系列自然缺陷,最小检出缺陷直径分别约为0.6mm、0.8mm,符合工业应用要求,与此同时无误检出现。     

一种改进的图形电磁计算(GRECO)多次散射计算方法

雷达目标中存在着大量的二面角结构,而二面角多次散射的贡献是目标远场雷达散射截面积的重要组成部分.针对传统图形电磁计算(graphical electromagnetic computing,GRECO)法中的缺陷,使用几何光学(geometry optics,GO)和物理光学(physics optics,PO)的混合方法完成目标多次散射计算,并提出一种基于最小夹角法的自适应步长搜索算法,对符合多次散射条件像素对的搜索进行了优化.使用该算法计算典型二面角模型和组合模型的远场雷达散射截面积,计算结果准确可信.该方法对目标隐身与反隐身研究以及目标自动识别具有良好的工程应用价值.     

Electromagnetic tomography: an analytical approach to detectability limits and sensitivity maps

An analytical method is applied to the electromagnetic tomographic (EMT) system for a single cylin- drical object in a realistic EMT sensor. The exact expressions of the magnetic field distribution in a two-dimensional object space are derived. Two specific applications are presented. Firstly, the detectability of the EMT technique is described by mathematically defining and plotting the distortion ratio of the object field to the excitation field as a function of the excitation frequency or the relative object diameter. Secondly, direct mathematical expressions for sensitivity are established and sensitivity maps are plotted, which might be useful for future image reconstruction.     

2021年可重构智能超表面技术热点回眸

 2021年是可重构智能超表面技术井喷的一年。作为未来无线网络研究中可能出现的新兴范式,可重构智能超表面有望通过软件编程的方式实现对电磁波的灵活操控,从而构建智能无线环境。盘点了2021年可重构智能超表面技术研究的关键热点,围绕其与通信前沿技术的融合,简述了其多输入多输出技术、非正交多址技术、移动边缘计算技术和无人机技术的融合方面的进展。     

红外热成像无损探伤技术的应用研究

本文介绍了红外热成像无损探伤技术的基本原理和检测方法.采用该技术对机车车辆的一些部件进行了探伤,并给出了检测结果的红外热图像,表明该技术在铁路部门具有广阔的应用前景.