衍射时差法(Time of flight diffraction,TOFD)技术是一种能够探测和精确测量缺陷尺寸的新型超声无损检测方法,针对该检测方法具有缺陷检出率高、缺陷定位定量精度高等优点。本文采用商业有限元软件ABAQUS,对汽包筒体与球形封头不等厚...衍射时差法(Time of flight diffraction,TOFD)技术是一种能够探测和精确测量缺陷尺寸的新型超声无损检测方法,针对该检测方法具有缺陷检出率高、缺陷定位定量精度高等优点。本文采用商业有限元软件ABAQUS,对汽包筒体与球形封头不等厚对接和超高压水晶釜两种特殊几何构件进行了超声TOFD技术的二维数值模拟研究,分析了超声波在这两种构件中的传播特性和规律。经分析从构件表面不同位置接收到的波型,当构件中存在损伤时,通过接收损伤所引起的衍射波,可判断构件中是否存在缺陷。模拟结果表明能够将超声TOFD技术应用于这两种特殊结构的压力容器构件,可扩大超声TOFD技术的应用范围。展开更多
针对温度变化引起超声衍射时差技术(time of flight diffraction,TOFD)测量结果误差的现象,以含不同预置缺陷Q235A试块为测试样品,采用TOFD超声检测技术,并结合A扫结果,研究不同温度对缺陷检测结果的影响。研究发现,当试块表面温度超过4...针对温度变化引起超声衍射时差技术(time of flight diffraction,TOFD)测量结果误差的现象,以含不同预置缺陷Q235A试块为测试样品,采用TOFD超声检测技术,并结合A扫结果,研究不同温度对缺陷检测结果的影响。研究发现,当试块表面温度超过40℃时,底面小缺陷的检测难度会提高,检测结果的不稳定性提升;随着试块表面温度继续升高,TOFD测量缺陷的最小分辨率会降低到3 mm,同时小缺陷波的A扫波形已经无法从背景噪声中识别。通过比较不同温度下纵波在固体介质中传播速度,发现温度升高导致纵波速度衰减,进而导致仪器分辨力的下降和实际测量误差的增大。展开更多
在超声衍射时差(time of flight diffraction,TOFD)法检测获取的回波中,作为固定存在的侧向直通波信号会导致近表面缺陷信号不易于识别.针对这一问题,提出一种基于自适应滤波技术的杂波信号抑制方法.该方法通过迭代滤波器自身参数,调节...在超声衍射时差(time of flight diffraction,TOFD)法检测获取的回波中,作为固定存在的侧向直通波信号会导致近表面缺陷信号不易于识别.针对这一问题,提出一种基于自适应滤波技术的杂波信号抑制方法.该方法通过迭代滤波器自身参数,调节参考信号以满足待处理回波中杂波的时基抖动变化要求,并予以去除,从而分离出与其混叠的近表面缺陷信号.阐明了基于自适应滤波技术的杂波信号抑制原理,并利用所提方法对计算机仿真信号及人工缺陷检测回波进行了杂波抑制处理.结果表明,所提方法可有效滤除超声TOFD法检测回波中具有时基抖动特性的杂波信号,并提取近表面缺陷信号.展开更多
超声衍射时差(time of flight diffraction,TOFD)法存在接收的缺陷衍射信号能量低、易于被噪声干扰的问题.为了解决这一问题,根据TOFD法检测过程中两相邻测点回波中缺陷信号具强相关性、噪声信号具随机性的特点,在传统小波模极大值(wave...超声衍射时差(time of flight diffraction,TOFD)法存在接收的缺陷衍射信号能量低、易于被噪声干扰的问题.为了解决这一问题,根据TOFD法检测过程中两相邻测点回波中缺陷信号具强相关性、噪声信号具随机性的特点,在传统小波模极大值(waveletmodular maximum,WMM)方法的基础上,提出一种改进的噪声抑制技术.分别利用传统和改进的WMM方法对计算机仿真信号及焊缝实测信号进行处理.结果表明,和传统的WMM方法相比较,改进方法对噪声的抑制更为有效,对不同性质的噪声具有更好的适应性,能够在很大程度上提高缺陷信号的辨识能力.展开更多
针对常规超声TOFD(time of flight diffraction,衍射时差)法存在超声衍射声场能量低、检测回波信号弱的问题,提出一种线聚焦超声TOFD焊接缺陷识别方法.基于几何声学理论,根据所需主轴声线折射角度及聚焦深度,设计线聚焦超声TOFD法所用...针对常规超声TOFD(time of flight diffraction,衍射时差)法存在超声衍射声场能量低、检测回波信号弱的问题,提出一种线聚焦超声TOFD焊接缺陷识别方法.基于几何声学理论,根据所需主轴声线折射角度及聚焦深度,设计线聚焦超声TOFD法所用的声楔块.通过铝合金板人工缺陷试件的检测,研究线聚焦法的检测灵敏度;通过铝合金板搅拌摩擦焊试件的检测,验证线聚焦法的有效性.结果表明,和常规方法相比较,相同测试条件下线聚焦超声TOFD法的检测灵敏度更高,采集的图像具有更好的对比度,同时能较好地保持图像边缘.所提新方法在改善缺陷分辨力、提高缺陷检出率及降低漏检等方面具有很好的使用价值.展开更多
为研究基于超声的无损探伤方法在水利工程金属结构焊缝缺陷识别中的应用,利用常规超声检测技术、超声相控阵技术、衍射时差法(Time of Flight Diffraction, TOFD)超声检测技术对水利工程金属结构焊接试块缺陷进行识别,分析了各种缺陷在...为研究基于超声的无损探伤方法在水利工程金属结构焊缝缺陷识别中的应用,利用常规超声检测技术、超声相控阵技术、衍射时差法(Time of Flight Diffraction, TOFD)超声检测技术对水利工程金属结构焊接试块缺陷进行识别,分析了各种缺陷在超声无损探伤技术中的特征显示。研究结果表明:常规超声检测技术、TOFD检测技术均能对各种缺陷实现信号显示,超声相控阵检测技术对气孔和横向裂纹的显示不够明显,但对其它缺陷的检出效果较为明显;常规超声检测技术对操作人员的要求较高,对缺陷的定性困难,精度不高;TOFD检测结果中气孔和横向裂纹的显示呈现出一种特殊的弧形,有一定高度的内部裂纹和未熔合的信号由上下尖端衍射波组成,根部未焊透上下尖端信号不够明显;相控阵检测结果直观,可以较精确地测量缺陷的埋藏深度、自身高度、长度等,但在扫查点状缺陷或者与超声声束平行的裂纹缺陷时,检出率极低。展开更多
文摘衍射时差法(Time of flight diffraction,TOFD)技术是一种能够探测和精确测量缺陷尺寸的新型超声无损检测方法,针对该检测方法具有缺陷检出率高、缺陷定位定量精度高等优点。本文采用商业有限元软件ABAQUS,对汽包筒体与球形封头不等厚对接和超高压水晶釜两种特殊几何构件进行了超声TOFD技术的二维数值模拟研究,分析了超声波在这两种构件中的传播特性和规律。经分析从构件表面不同位置接收到的波型,当构件中存在损伤时,通过接收损伤所引起的衍射波,可判断构件中是否存在缺陷。模拟结果表明能够将超声TOFD技术应用于这两种特殊结构的压力容器构件,可扩大超声TOFD技术的应用范围。
文摘针对温度变化引起超声衍射时差技术(time of flight diffraction,TOFD)测量结果误差的现象,以含不同预置缺陷Q235A试块为测试样品,采用TOFD超声检测技术,并结合A扫结果,研究不同温度对缺陷检测结果的影响。研究发现,当试块表面温度超过40℃时,底面小缺陷的检测难度会提高,检测结果的不稳定性提升;随着试块表面温度继续升高,TOFD测量缺陷的最小分辨率会降低到3 mm,同时小缺陷波的A扫波形已经无法从背景噪声中识别。通过比较不同温度下纵波在固体介质中传播速度,发现温度升高导致纵波速度衰减,进而导致仪器分辨力的下降和实际测量误差的增大。
文摘针对常规超声TOFD法存在近表面检测盲区的问题,提出一种纵波三次反射的TOFDW检测模式.分析了TOFDW模式的声传播特性,并阐明了该模式的检测原理.通过人工缺陷检测,研究了该模式检测信号和图像特征及检测灵敏度和精度.对实际焊缝进行了检测,并通过破坏性试验对无损检测结果进行了验证.结果表明,TOFDW模式能够识别常规模式下无法辨别的近表面缺陷,可有效检测到埋藏深度1.0 mm的人工缺陷;同时,该模式具有较高的量化测量精度,近表面人工缺陷埋藏深度测量的平均绝对误差不超过0.3 mm.
文摘由于超声回波信号受到噪声干扰或者到达时间混叠,故超声无损检测信号很难鉴别缺陷的大小.文中提出一种新的超声回波信号到达时间的识别方法.该方法首先把原始采集的回波信号进行经验模态分解,得到若干个固有模态函数,通过确定能量临界值,选择几个固有模态函数重构信号,重构信号的峰值包络表明了各个回波信号的到达时间.由衍射时差法(TOFD)实验信号验证了该方法的可行性及准确性.实验结果表明,可以识别的最小时间间隔为0.1μs,平均误差为80 ns.
文摘在超声衍射时差(time of flight diffraction,TOFD)法检测获取的回波中,作为固定存在的侧向直通波信号会导致近表面缺陷信号不易于识别.针对这一问题,提出一种基于自适应滤波技术的杂波信号抑制方法.该方法通过迭代滤波器自身参数,调节参考信号以满足待处理回波中杂波的时基抖动变化要求,并予以去除,从而分离出与其混叠的近表面缺陷信号.阐明了基于自适应滤波技术的杂波信号抑制原理,并利用所提方法对计算机仿真信号及人工缺陷检测回波进行了杂波抑制处理.结果表明,所提方法可有效滤除超声TOFD法检测回波中具有时基抖动特性的杂波信号,并提取近表面缺陷信号.
文摘超声衍射时差(time of flight diffraction,TOFD)法存在接收的缺陷衍射信号能量低、易于被噪声干扰的问题.为了解决这一问题,根据TOFD法检测过程中两相邻测点回波中缺陷信号具强相关性、噪声信号具随机性的特点,在传统小波模极大值(waveletmodular maximum,WMM)方法的基础上,提出一种改进的噪声抑制技术.分别利用传统和改进的WMM方法对计算机仿真信号及焊缝实测信号进行处理.结果表明,和传统的WMM方法相比较,改进方法对噪声的抑制更为有效,对不同性质的噪声具有更好的适应性,能够在很大程度上提高缺陷信号的辨识能力.
文摘针对常规超声TOFD(time of flight diffraction,衍射时差)法存在超声衍射声场能量低、检测回波信号弱的问题,提出一种线聚焦超声TOFD焊接缺陷识别方法.基于几何声学理论,根据所需主轴声线折射角度及聚焦深度,设计线聚焦超声TOFD法所用的声楔块.通过铝合金板人工缺陷试件的检测,研究线聚焦法的检测灵敏度;通过铝合金板搅拌摩擦焊试件的检测,验证线聚焦法的有效性.结果表明,和常规方法相比较,相同测试条件下线聚焦超声TOFD法的检测灵敏度更高,采集的图像具有更好的对比度,同时能较好地保持图像边缘.所提新方法在改善缺陷分辨力、提高缺陷检出率及降低漏检等方面具有很好的使用价值.
文摘为研究基于超声的无损探伤方法在水利工程金属结构焊缝缺陷识别中的应用,利用常规超声检测技术、超声相控阵技术、衍射时差法(Time of Flight Diffraction, TOFD)超声检测技术对水利工程金属结构焊接试块缺陷进行识别,分析了各种缺陷在超声无损探伤技术中的特征显示。研究结果表明:常规超声检测技术、TOFD检测技术均能对各种缺陷实现信号显示,超声相控阵检测技术对气孔和横向裂纹的显示不够明显,但对其它缺陷的检出效果较为明显;常规超声检测技术对操作人员的要求较高,对缺陷的定性困难,精度不高;TOFD检测结果中气孔和横向裂纹的显示呈现出一种特殊的弧形,有一定高度的内部裂纹和未熔合的信号由上下尖端衍射波组成,根部未焊透上下尖端信号不够明显;相控阵检测结果直观,可以较精确地测量缺陷的埋藏深度、自身高度、长度等,但在扫查点状缺陷或者与超声声束平行的裂纹缺陷时,检出率极低。
