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基于改进U-Net3+的相控阵超声图像语义分割
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作者 毛鑫玥 王慧锋 +2 位作者 周家乐 顾震 颜秉勇 《华东理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期242-249,共8页
超声相控阵成像已广泛应用于聚乙烯燃气管道的焊接缺陷检测中,随着机器视觉技术的快速发展,利用机器辅助或自动化分析超声图像能极大地提高缺陷检测速度,减少人为判断失误的发生。在基于超声图像的焊接缺陷检测技术中,图像语义分割精度... 超声相控阵成像已广泛应用于聚乙烯燃气管道的焊接缺陷检测中,随着机器视觉技术的快速发展,利用机器辅助或自动化分析超声图像能极大地提高缺陷检测速度,减少人为判断失误的发生。在基于超声图像的焊接缺陷检测技术中,图像语义分割精度对缺陷类别和严重等级的判定至关重要。本文在U-Net3+网络的基础上提出一种融入残差及注意力机制的改进模型,并应用于电熔焊接缺陷检测的相控阵超声图像语义分割。首先,改进模型通过在编码器各层之间采用残差结构来提升编码器的图像特征提取能力;其次,通过在跳跃连接中引入卷积块注意力模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM),加强模型对原始图像信息的利用率,使模型更易聚焦于原始图像中的有效区域。实验结果表明,改进后的模型在电熔焊接超声图像上具有良好的分割效果,在Dice、mIoU两项指标上,相比U-Net分别提升了8.81%和12.84%;相比U-Net3+的分割效果分别提升了1.09%和1.81%。 展开更多
关键词 相控阵超声图像 图像语义分割 U-Net3+ 注意力机制 残差网络
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特殊螺纹油管密封面相控阵超声图像特征分析
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作者 田春萌 樊建春 +2 位作者 胡瑾秋 杨帅 魏凯哲 《石油机械》 北大核心 2024年第6期123-129,共7页
特殊螺纹油管密封面的接触状况对密封性能有重要影响。超声反射幅值应力技术仅依靠反射系数单一参数,难以全面评估密封面不同接触状况。为此,通过采集不同扭矩及无螺纹脂情况下油管密封面相控阵超声图像,提取图像的纹理特征,分析纹理特... 特殊螺纹油管密封面的接触状况对密封性能有重要影响。超声反射幅值应力技术仅依靠反射系数单一参数,难以全面评估密封面不同接触状况。为此,通过采集不同扭矩及无螺纹脂情况下油管密封面相控阵超声图像,提取图像的纹理特征,分析纹理特征参数与不同接触状况下的定性及定量关系。研究结果表明:随着油管扭矩的增大,超声图像灰度均值、灰度方差及偏度均减小;油管密封面超声图像灰度共生矩阵对比度,随着油管扭矩的增大,在45°、90°及135°方向上呈线性减小;在0°方向上不含螺纹脂的超声图像是同扭矩下含螺纹脂对比度的2.19倍;油管密封面超声图像灰度共生矩阵熵值,随着油管扭矩的增加,在0°、45°、90°及135°方向上呈线性减小。研究结果可为油管密封面不同接触状况下超声检测图像定性及定量表征提供数据支撑。 展开更多
关键词 特殊螺纹连接 金属接触 相控阵超声检测 纹理分析 特征参数 螺纹脂
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在役燃机压气机叶根相控阵超声检测技术
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作者 岳贤强 王驰 +2 位作者 梁鹏 马君鹏 代兴亮 《汽轮机技术》 北大核心 2024年第5期358-362,共5页
为解决在役燃机压气机叶根裂纹缺陷检测难题,以9E型压气机叶根为例,采用CIVA软件建模分析了叶根相控阵超声检测特点和可行性,针对特定自聚焦线阵探头确定了叶根检测工艺参数,并在带有自然裂纹缺陷和人工刻槽缺陷的专用对比试块上进行了... 为解决在役燃机压气机叶根裂纹缺陷检测难题,以9E型压气机叶根为例,采用CIVA软件建模分析了叶根相控阵超声检测特点和可行性,针对特定自聚焦线阵探头确定了叶根检测工艺参数,并在带有自然裂纹缺陷和人工刻槽缺陷的专用对比试块上进行了验证。经仿真和试验室验证发现,高度4mm以上的裂纹缺陷具有较好的检出率。在技术推广过程中发现一起在役机组压气机叶根裂纹缺陷,拆解后进行了磁粉探伤验证。经过数值仿真、试验室验证和工程应用,验证了相控阵超声检测技术可以满足在役压气机叶根缺陷检测需求。 展开更多
关键词 压气机 相控阵超声 叶根 数值仿真
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锁底结构焊缝相控阵超声检测技术
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作者 赵灿 闫明巍 +3 位作者 王建超 刘伟超 张锐 王永红 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第3期124-130,共7页
针对锁底结构X射线不可检焊缝开展相控阵超声检测技术研究。通过相控阵超声声线与声场仿真分析,确定了合理的扫查方式。对比了4.0 MHz和7.5 MHz探头的检测信噪比及缺陷响应情况,结果表明:高频探头的检测分辨力与缺陷尺寸测量精度较高;... 针对锁底结构X射线不可检焊缝开展相控阵超声检测技术研究。通过相控阵超声声线与声场仿真分析,确定了合理的扫查方式。对比了4.0 MHz和7.5 MHz探头的检测信噪比及缺陷响应情况,结果表明:高频探头的检测分辨力与缺陷尺寸测量精度较高;对于粗晶材料,低频探头比高频探头具有更高的缺陷检出率。通过对比超声、射线及剖切金相结果研究了锁底结构对回波信号的影响,获得了未焊透信号识别方法。利用焊接模拟样件进行工艺验证实验,实验结果表明,相控阵超声技术可有效检出除对侧坡口未熔合之外的全部缺陷,且定量结果与射线检测基本一致。采用研究获得的检测工艺累计完成多件产品检测验证,为持续优化焊接方法、改进接头坡口形式提供了参考。 展开更多
关键词 相控阵超声 锁底焊缝 信号识别
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相控阵超声绝对声时法测量底面开口裂纹 被引量:3
5
作者 刘书宏 郑晖 姜学平 《声学技术》 CSCD 2014年第4期331-335,共5页
针对工件内表面开口裂纹单面单侧定量检测困难的问题,采用相控阵超声绝对声时法(Absolute Arrival Time Technique,AATT)从单面单侧对不同厚度试块中的底面人工开口裂纹自身高度测量进行了数值仿真和实验,并对焊缝中的自然裂纹进行了AAT... 针对工件内表面开口裂纹单面单侧定量检测困难的问题,采用相控阵超声绝对声时法(Absolute Arrival Time Technique,AATT)从单面单侧对不同厚度试块中的底面人工开口裂纹自身高度测量进行了数值仿真和实验,并对焊缝中的自然裂纹进行了AATT测量。对比AATT测量结果与常规衍射时差法超声检测(Time of Flight Diffraction,TOFD)测量结果并分析,发现AATT从单面单侧对底面开口裂纹进行定量测量可以达到与常规TOFD同样的测量精度。AATT操作简便,可单面单侧定量测量2 mm以上底面开口裂纹的自身高度。 展开更多
关键词 相控阵超声检测 相控阵超声绝对声时法 裂纹自身高度测量
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316L对接焊缝相控阵超声检测工艺模拟与试验验证 被引量:11
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作者 王锐 刘志宏 +2 位作者 吴杰峰 姜北燕 李波 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期33-38,I0002,共7页
为解决中国聚变工程实验堆316L不锈钢焊缝超声波检测时,探头扫查空间受限、检测信噪比低的难题,提出了基于双晶面阵探头的相控阵超声检测方案.通过CIVA仿真,分析了不同聚焦参数下DMA探头的声场特征,确定对接接头的检测工艺.参考NB/T4701... 为解决中国聚变工程实验堆316L不锈钢焊缝超声波检测时,探头扫查空间受限、检测信噪比低的难题,提出了基于双晶面阵探头的相控阵超声检测方案.通过CIVA仿真,分析了不同聚焦参数下DMA探头的声场特征,确定对接接头的检测工艺.参考NB/T47013.3-2015《承压设备无损检测第3部分:超声检测》附录I,设计并制作了对比试块,验证了检测工艺下的声束覆盖和Φ2 mm侧横孔信噪比.结果表明,DMA探头可以在有限的扫查空间内实现焊缝声束全覆盖,对比试块中不同位置的Φ2 mm侧横孔信噪比大于15 dB.试验结果可为316L类不锈钢对接焊缝相控阵超声检测工艺制定提供参考. 展开更多
关键词 中国聚变工程实验堆 不锈钢焊缝 相控阵超声 双晶面阵探头
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固体火箭发动机封头界面粘接相控阵超声检测技术可行性研究 被引量:8
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作者 陈友兴 王召巴 +1 位作者 赵霞 金永 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期417-420,共4页
固体火箭发动机封头部分的界面粘接状态目前还没有有效的检测方法,采用相控阵超声自动电子聚焦技术为该结构的检测提供了新思路。根据声线理论,研究等厚、不等厚壳体的界面粘接相控聚焦检测方式,得出相控聚焦具有较高的检测分辨率,同时... 固体火箭发动机封头部分的界面粘接状态目前还没有有效的检测方法,采用相控阵超声自动电子聚焦技术为该结构的检测提供了新思路。根据声线理论,研究等厚、不等厚壳体的界面粘接相控聚焦检测方式,得出相控聚焦具有较高的检测分辨率,同时也能解决不等厚壳体构件的界面粘接检测;对固体火箭发动机封头构件的粘接状态进行仿真分析,结果显示相控阵超声能很好地检测出构件的脱粘区域和大小,表明该检测方式在界面粘接检测方面具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 火箭发动机 界面粘接 相控阵超声 超声检测
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奥氏体不锈钢窄间隙焊缝侧壁未熔合相控阵超声检测 被引量:11
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作者 张鑫 林莉 金士杰 《应用声学》 CSCD 北大核心 2021年第1期97-102,共6页
针对核电站主管道奥氏体不锈钢窄间隙焊缝侧壁未熔合超声检测困难的问题,该文开展基于电子背散射衍射技术的相控阵超声检测研究,并结合全聚焦方法和相位相干成像方法抑制结构噪声。利用电子背散射衍射技术建立壁厚69.5 mm,且同时包含母... 针对核电站主管道奥氏体不锈钢窄间隙焊缝侧壁未熔合超声检测困难的问题,该文开展基于电子背散射衍射技术的相控阵超声检测研究,并结合全聚焦方法和相位相干成像方法抑制结构噪声。利用电子背散射衍射技术建立壁厚69.5 mm,且同时包含母材和焊缝的奥氏体不锈钢窄间隙焊缝模型。沿焊缝熔合线设置深度26.5 mm、高度3.0 mm的侧壁未熔合,经过仿真优化确定了中心频率2.25 MHz、32阵元以及45°纵波楔块的相控阵超声检测参数。仿真和实验检测结果显示,侧壁未熔合检测信噪比相差不超过0.6 dB,验证了所建模型的有效性。在此基础上,利用全聚焦方法和相位相干成像方法削弱结构噪声,检测信噪比较相控阵扇扫描图像分别提升2.3 dB和4.7 dB,且侧壁未熔合深度与高度定量误差均不超过6.7%。 展开更多
关键词 奥氏体不锈钢 侧壁未熔合 电子背散射衍射 相控阵超声检测 信号后处理
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基于全聚焦相控阵超声的叶根槽裂纹检测 被引量:5
9
作者 王鹏 王志强 +1 位作者 蔡晖 李东江 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1172-1177,1236,共7页
汽轮机转子受复杂应力和高温的多重作用,常在反T型叶根槽部位产生疲劳裂纹,导致断裂事故。针对此问题,提出全聚焦相控阵超声的检测方法。推导了全聚焦相控阵超声的采集及成像公式,制备了专用试件,在端壁上倒圆(F1区)采用线切割方法预制... 汽轮机转子受复杂应力和高温的多重作用,常在反T型叶根槽部位产生疲劳裂纹,导致断裂事故。针对此问题,提出全聚焦相控阵超声的检测方法。推导了全聚焦相控阵超声的采集及成像公式,制备了专用试件,在端壁上倒圆(F1区)采用线切割方法预制人工缺陷,采用全聚焦相控阵超声检测,并与常规超声进行了对比。结果表明,全聚焦相控阵超声检测精度高,适应性强,具有较好的工程应用价值。 展开更多
关键词 汽轮机转子 反T型叶根槽 裂纹 相控阵超声 全聚焦成像算法
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P91钢管道受限空间焊缝相控阵超声检测 被引量:5
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作者 韩传高 王飞 +2 位作者 赵阳 王方方 贺锡鹏 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期167-172,共6页
针对管道受限空间焊接接头难以检测的问题,提出相控阵超声检测方法。采用CIVA仿真软件对相控阵超声检测的探头和换能器参数进行设计优化,开发了受限空间相控阵超声检测工艺,并将本文相控阵超声检测与X射线检测进行仿真对比。仿真结果表... 针对管道受限空间焊接接头难以检测的问题,提出相控阵超声检测方法。采用CIVA仿真软件对相控阵超声检测的探头和换能器参数进行设计优化,开发了受限空间相控阵超声检测工艺,并将本文相控阵超声检测与X射线检测进行仿真对比。仿真结果表明:本文设计开发的相控阵超声检测方法可以有效检出缺陷,缺陷定位及各缺陷幅值响应规律与实测值相似;本文检测方法相较于X射线检测,在缺陷定性上基本一致,在缺陷深度及高度的测量更具优势,但上表面存在小于5 mm的盲区;对于本文检测方法表面及近表面盲区缺陷可采用增加相控阵超声探头检测位置和其他方法作为补充检测工艺。 展开更多
关键词 管道焊缝 受限空间 P91钢 相控阵超声检测 X射线检测 仿真
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相控阵超声检测方案设计关键技术及其在航空航天领域的应用 被引量:8
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作者 周正干 李尚凝 李洋 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期461-467,共7页
相控阵超声检测技术是一种多通道超声检测方法,与常规单通道水浸超声检测技术相比,检测方案的制定更加灵活也更加复杂。在针对复杂型面结构进行检测方案设计时,错误的检测方案将可能产生缺陷的误检、漏检等严重问题。为了针对航空航天... 相控阵超声检测技术是一种多通道超声检测方法,与常规单通道水浸超声检测技术相比,检测方案的制定更加灵活也更加复杂。在针对复杂型面结构进行检测方案设计时,错误的检测方案将可能产生缺陷的误检、漏检等严重问题。为了针对航空航天领域广泛存在的复杂结构试件制定最优的相控阵超声检测方案,本文提出了一套针对复杂型面结构的相控阵超声检测方案设计流程,并对其中涉及的关键技术和应用进行介绍。首先,对流程框架进行总体概述,表明检测方案设计的重要性和必要性;然后针对其中涉及的5项关键理论方法的核心原理及用途进行介绍;最后搭建相控阵超声软硬件平台,实现上述关键理论方法,并用于航空航天典型结构件的检测研究。研究结果表明,所制定方案能够准确检出结构内部的预埋缺陷,满足被测对象的检测要求,并且所提出的检测方案设计流程及采用的关键理论方法有效地提高了检测方案的设计效率,对航空航天等重要领域复杂结构试件的检测应用具有一定的理论指导及应用价值。 展开更多
关键词 相控阵超声检测 射线追踪 声场分析 成像算法
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基于相控阵超声的铝合金熔焊缝缺陷深度定位技术研究 被引量:4
12
作者 李来平 周建平 危荃 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期69-72,共4页
传统的射线照相检测技术仍是铝合金熔焊缝缺陷的主要检测方式,由于传统射线照相检测无法测量缺陷在焊缝高度方向上的尺寸和位置,在缺陷的定位和排除方面存在不足,从而加大缺陷排除的工作量,甚至由于缺陷排除方向错误造成焊缝挖穿,影响... 传统的射线照相检测技术仍是铝合金熔焊缝缺陷的主要检测方式,由于传统射线照相检测无法测量缺陷在焊缝高度方向上的尺寸和位置,在缺陷的定位和排除方面存在不足,从而加大缺陷排除的工作量,甚至由于缺陷排除方向错误造成焊缝挖穿,影响补焊质量。相控阵超声检测技术通过接收缺陷回波来实现缺陷检测,可以反映缺陷的尺寸和位置信息。本文采用Omni Scan MX相控阵超声检测仪和5L64-A2相控阵探头针对对比试块、铝合金熔焊缝缺陷进行了定位技术研究,并与缺陷微观测量、宏观测量的结果进行对比,结果表明基于相控阵超声检测的铝合金熔焊缝缺陷深度定位检测结果与微观检测结果基本一致,可以采用相控阵超声检测技术进行铝合金熔焊缝缺陷深度定位。 展开更多
关键词 相控阵超声 铝合金熔焊缝 缺陷深度定位
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钢轨焊缝的相控阵超声定点扫查工艺研究 被引量:5
13
作者 陈选民 文晟 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2148-2154,共7页
利用相控阵超声扇形扫描对钢轨焊缝进行快速扫查,通过计算超声波在楔块-工件界面的透射率,确定扇形扫描角度范围,进而研究钢轨焊缝的定点扫查工艺,设计专用位置标示尺。使用钢轨标准试块进行试验验证发现,相控阵扫描角度设置在30°~... 利用相控阵超声扇形扫描对钢轨焊缝进行快速扫查,通过计算超声波在楔块-工件界面的透射率,确定扇形扫描角度范围,进而研究钢轨焊缝的定点扫查工艺,设计专用位置标示尺。使用钢轨标准试块进行试验验证发现,相控阵扫描角度设置在30°~70°之间,位置标示尺标定10个位置即可实现试块的全面检测。本方法可以有效提高钢轨焊缝的检测效率,降低检测缺陷识别难度,同时可以将检测图像进行对比分析,具有可追溯性。 展开更多
关键词 钢轨焊缝 相控阵超声 定点扫查 扇形扫描
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相控阵超声二维稀疏阵列的优化设计应用研究 被引量:5
14
作者 杨平 施克仁 《应用声学》 CSCD 北大核心 2008年第2期148-154,共7页
在相控阵超声检测中,稀疏阵列是利用较少阵元数目获得大阵列孔径的有效办法。目前一些稀疏阵列没计的方法,并没充分利用有效阵元。本文首先采用遗传算法没计二维稀疏阵列,发现遗传算法设计的稀疏阵列,一致性较差。主要原因是在没有任何... 在相控阵超声检测中,稀疏阵列是利用较少阵元数目获得大阵列孔径的有效办法。目前一些稀疏阵列没计的方法,并没充分利用有效阵元。本文首先采用遗传算法没计二维稀疏阵列,发现遗传算法设计的稀疏阵列,一致性较差。主要原因是在没有任何限制的条件下,寻优搜索空间大,遗传算法参数往往难于控制。针对此问题,受十字形稀疏阵列和最小冗余度阵列的启发,本文将最小冗余度阵列拓展到二维稀疏阵列的设计中。计算机模拟和实验都表明,利用最小冗余度阵列和遗传算法设计的二维稀疏阵列具有很好的空间分辨率和对比度分辨率。 展开更多
关键词 相控阵超声 二维稀疏阵列 遗传算法 最小冗余度阵列
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基于相控阵超声的压接管潜伏性缺陷检测技术 被引量:3
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作者 方春华 游海鑫 +5 位作者 胡冻三 董晓虎 夏荣 陶玉宁 崔岩 柯力 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第5期39-44,163,共7页
长期运行在恶劣环境下的耐张线夹铝线压接区(压接管),内部容易产生进水、腐蚀甚至断线等不易发现的潜伏性缺陷。基于相控阵超声聚焦特性,研究铝线断线、进水与腐蚀缺陷的最佳检测位置以及回波特征,提出基于相控阵超声检测压接管潜伏性... 长期运行在恶劣环境下的耐张线夹铝线压接区(压接管),内部容易产生进水、腐蚀甚至断线等不易发现的潜伏性缺陷。基于相控阵超声聚焦特性,研究铝线断线、进水与腐蚀缺陷的最佳检测位置以及回波特征,提出基于相控阵超声检测压接管潜伏性缺陷的方法,并通过试验验证该方法的准确性。结果表明:将声束聚焦于铝管-铝线界面的中心有利于检测压接管铝线断线缺陷,聚焦于铝管-空气界面中心有利于检测进水腐蚀缺陷;压接管内铝线断线会增大空气界面,断线处界面回波幅值增大,导致下层界面回波幅值衰减;对于内部进水腐蚀,铝管-缺陷界面回波幅值规律为无缺陷>进水>腐蚀,回波在铝管-腐蚀界面发生反向,铝管-水界面与第二层铝线界面间产生微小回波。该方法为检测压接管内部缺陷提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 输电线路 耐张线夹 压接管 相控阵超声 潜伏性缺陷
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航空复材构件R区相控阵超声检测研究进展 被引量:9
16
作者 罗忠兵 曹欢庆 林莉 《航空制造技术》 2019年第14期67-75,共9页
航空碳钎维增强树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)构件通常具有几何形状复杂的R区结构,提高该区域缺陷检测质量对于保证航空构件的承载性能至关重要。本文结合声学建模及声传播规律仿真分析,确认了CFRP构件R区同时... 航空碳钎维增强树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)构件通常具有几何形状复杂的R区结构,提高该区域缺陷检测质量对于保证航空构件的承载性能至关重要。本文结合声学建模及声传播规律仿真分析,确认了CFRP构件R区同时存在叠层、曲面及弹性各向异性3方面特点,导致超声波垂直入射难、声传播路径扭折、结构噪声强和声耦合效果差等问题。基于相控阵超声检测(Phased Array Ultrasonic Testing,PAUT)技术,针对R区尤其是变厚度、变曲率和变角度情况下缺陷检测难题,重点综述了换能器研发、基于信号后处理的超声成像、固体柔性耦合介质及辅助工装研发等方面的研究进展,分析了当前研究存在的主要问题及未来发展方向。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP) R区 曲面 弹性各向异性 相控阵超声检测 缺陷
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相控阵超声检测成像技术在耐张线夹压接质量检测的应用研究 被引量:9
17
作者 季昌国 余超 《应用声学》 CSCD 北大核心 2020年第6期857-867,共11页
“三跨”线路耐张线夹压接质量影响着电网运行安全,目前耐张线夹压接质量检测均存在一定的局限性,该文提出了基于相控阵超声检测技术的耐张线夹检测方法。首先对耐张线夹相控阵超声检测图谱进行了信号分析,证明相控阵超声成像技术可直... “三跨”线路耐张线夹压接质量影响着电网运行安全,目前耐张线夹压接质量检测均存在一定的局限性,该文提出了基于相控阵超声检测技术的耐张线夹检测方法。首先对耐张线夹相控阵超声检测图谱进行了信号分析,证明相控阵超声成像技术可直观有效地检测耐张线夹漏压和欠压等压接质量缺陷。此外,为提高相控阵超声检测成像质量,分析成像影响因素,采用控制变量法研究线阵探头频率、孔径和焦距对耐张线夹相控阵检测成像的影响规律。研究发现:低频探头检测时耐张线夹检测信号会发生重叠,探头频率增大时,分辨力提高,但声波衰减增大,频率选择时要综合考虑对分辨力和灵敏度的影响;随探头孔径的增大,近场区长度增加,系统分辨力和灵敏度提高,但孔径增加受到工件外形尺寸的限制,一般选择孔径时应保证铝中的近场区长度不小于铝套管厚度和单根铝导线直径之和;聚焦区域的成像质量明显优于非聚焦区域,孔径变小时,焦点位置对检测结果的影响增大,检测时将焦距设置为铝套管厚度时检测成像效果最佳。研究结果对于相控阵超声成像在耐张线夹压接质量检测上的工程应用具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 耐张线夹 相控阵超声检测 成像 分辨力 灵敏度 频率 孔径 焦距
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汽轮机焊接隔板坡口角度对相控阵超声回波信号影响的定量研究 被引量:6
18
作者 季昌国 余超 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期441-446,459,共7页
本工作采用相控阵超声技术对汽轮机焊接隔板进行检测。针对相控阵超声检测时隔板焊缝坡口角度对坡口未熔合缺陷回波信号的重要影响,根据隔板焊接结构的调研数据,使用CIVA仿真软件对坡口角度范围内的不同直径平底孔进行纵波声场仿真计算... 本工作采用相控阵超声技术对汽轮机焊接隔板进行检测。针对相控阵超声检测时隔板焊缝坡口角度对坡口未熔合缺陷回波信号的重要影响,根据隔板焊接结构的调研数据,使用CIVA仿真软件对坡口角度范围内的不同直径平底孔进行纵波声场仿真计算,并设计不同尺寸和倾角的平底孔,对CIVA建模仿真计算结果进行检测验证。仿真模拟和检测结果都表明:(1)随着平底孔角度的增加,平底孔回波幅值下降,不同尺寸平底孔波幅差值变小;(2)大平底回波幅度随着倾斜角度的增加快速下降。当倾斜角度达到7.5°附近时,2.5 MHz纵波声场下的回波幅度与倾角0°Ф4 mm平底孔回波当量相当。这将导致在隔板外环主焊缝实际检测中出现未熔合缺陷增大,回波幅度变小的情况。(3)在设置隔板外环主焊缝纵波检测灵敏度时应根据坡口角度和探头频率进行补偿,可通过试块实测值或仿真计算值进行补偿,缺陷分析时不能仅按照波幅当量对缺陷进行判定。 展开更多
关键词 汽轮机 焊接隔板 相控阵超声检测 坡口角度 CIVA 检测灵敏度
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航空铝试块疲劳裂纹相控阵超声成像检测 被引量:2
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作者 彭朝勇 胥松柏 +1 位作者 杜创洲 张杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2398-2404,共7页
表面疲劳裂纹扩展可导致结构失效,利用相控阵超声成像技术监测疲劳裂纹,获取结构完整性评价所需裂纹信息,可及时对结构失效提出安全预警。采用三点弯曲疲劳试验法在航空铝试块上生长疲劳裂纹,对裂纹开口面材料进行逐步切削来获得不同长... 表面疲劳裂纹扩展可导致结构失效,利用相控阵超声成像技术监测疲劳裂纹,获取结构完整性评价所需裂纹信息,可及时对结构失效提出安全预警。采用三点弯曲疲劳试验法在航空铝试块上生长疲劳裂纹,对裂纹开口面材料进行逐步切削来获得不同长度的疲劳裂纹,利用相控阵超声全矩阵采集(FMC)和全聚焦方法(TFM)获得的裂纹尖端和开口图像信息来监测裂纹扩展和测量裂纹长度,并测试了相控阵超声探头放置位置、裂纹张开/闭合、裂纹表面粗糙度对超声成像检测效果的影响。研究结果表明:相控阵超声探头从裂纹侧面入射检测能更好地对裂纹进行超声成像,并真实反映材料内部裂纹扩展前缘形貌。当疲劳裂纹长度大于3倍超声波长时,裂纹尖端和开口图像完全分离,相控阵超声全矩阵采集和全聚焦成像技术可有效测量裂纹长度,测量误差小于0.2 mm。相比裂纹张开时,疲劳裂纹闭合效应会使裂纹尖端超声图像信号减弱4.5 dB,长度测量值小0.6 mm。 展开更多
关键词 疲劳裂纹 相控阵超声 全矩阵采集/全聚集方法 成像特征 裂纹长度
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在役枞树型叶根原位相控阵超声检测技术 被引量:2
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作者 季昌国 余超 《应用声学》 CSCD 北大核心 2021年第6期946-956,共11页
在役原位检测时,叶根结构复杂,检测空间受限,目前的检测方法无法保证对叶根的全覆盖检测,故提出了基于相控阵超声技术的叶根检测方法。借助非接触光学三维扫描及处理软件对叶根结构尺寸进行快速建模,再利用Civa软件对叶根内弧、外弧以... 在役原位检测时,叶根结构复杂,检测空间受限,目前的检测方法无法保证对叶根的全覆盖检测,故提出了基于相控阵超声技术的叶根检测方法。借助非接触光学三维扫描及处理软件对叶根结构尺寸进行快速建模,再利用Civa软件对叶根内弧、外弧以及平台等相控阵探头可放置区域的检测角度进行声学仿真计算,开发了3D枞树型叶根相控阵超声组合检测工艺,并对叶根不同区域的检测覆盖和检测灵敏度进行验证研究。研究结果表明:借助光学三维扫描和Civa声学仿真计算可有效解决枞树型叶根无损检测工艺开发难题;采用相控阵超声S扫描图,结合叶根剖面图可有效判别叶根第1齿根处的缺陷;按照该相控阵组合检测工艺检测出的缺陷信号信噪比高,定位精准,能有效实现在役叶根原位检测。该文研究成果对于复杂结构部件的检测工艺开发具有重要的借鉴意义,对相控阵超声技术在汽轮机叶根在役检测工程应用具有较大的参考价值。 展开更多
关键词 汽轮机 枞树型叶根 在役检测 声学仿真 3D检测工艺 全覆盖检测 相控阵超声
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