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基于波数分析的激光lamb波缺陷检测试验研究

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机械工程学报 2018年第18期54卷 23-32页

作者：刘增华冯雪健陈洪磊何存富吴斌北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 北京工业大学北京市精密测控与仪器工程技术研究中心北京100124

lamb波的频散和多模态特性,使得利用lamb波信号的时域或频域特征实现缺陷的定量检测具有一定的困难。基于全光学型激光超声检测系统,采用波数分析方法对铝板中缺陷开展定量检测研究。脉冲激光在固定位置激励,连续激光一维线扫描接收,获... 详细信息

lamb波的频散和多模态特性,使得利用lamb波信号的时域或频域特征实现缺陷的定量检测具有一定的困难。基于全光学型激光超声检测系统,采用波数分析方法对铝板中缺陷开展定量检测研究。脉冲激光在固定位置激励,连续激光一维线扫描接收,获得时间-空间波场信号,lamb波信号的传播特征以及lamb波与缺陷之间的作用规律被直观的展现。采用二维傅里叶变换将波场信号从时间-空间域转换到频率-波数域,信号中包含的各模态可很好的识别出来。为保留空间信息,借鉴短时傅里叶变换的思想,采用短空间二维傅里叶变换得到沿扫描路径上波数的分布,从中可直观看出缺陷的位置和尺寸。进一步根据波数和频厚积之间的关系,可计算得到缺陷处铝板的厚度。试验结果表明:该方法有效实现了缺陷位置、大小以及深度的评估。

关键词：激光lamb波连续小波变换二维傅里叶变换短空二维傅里叶变换波数

密集型矩形阵列参数对激光lamb波成像的影响分析

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振动与冲击 2020年第14期39卷 87-93页

作者：刘增华马春雷陈洪磊何存富吴斌北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

激光超声技术具有非接触、检测效率高等优点,在无损检测领域受到广泛关注;充分利用激光超声技术的高空间分辨率特性,结合密集型矩形阵列和激光lamb波技术进行板中缺陷检测。采用连续小波变换对频带宽、时域分辨率低的激光lamb波信号进... 详细信息

激光超声技术具有非接触、检测效率高等优点,在无损检测领域受到广泛关注;充分利用激光超声技术的高空间分辨率特性,结合密集型矩形阵列和激光lamb波技术进行板中缺陷检测。采用连续小波变换对频带宽、时域分辨率低的激光lamb波信号进行提取,得到特定频率下具有高时域分辨率的窄带信号;利用线性映射补偿技术消除所提取窄带信号中的频散,消除频散的信号用于缺陷成像;最后,结合幅值成像技术和符号相干因子成像技术对频散补偿后的信号进行处理,实现铝板中缺陷的成像和定位。在此基础上,进一步对不同的阵元数量和阵元间距对密集型矩形阵列指向性和缺陷成像质量的影响进行分析。当阵元数量为16,阵元间距为一个lamb波波长时,主瓣宽度较窄且没有栅瓣出现,缺陷成像质量得到有效提高。

关键词：激光lamb波密集型矩形阵列连续小波变换频散补偿符号相干因子成像

铝板中激光lamb波信号的模态分析与缺陷检测研究

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实验力学 2016年第4期31卷 425-430页

作者：刘增华曹丽华何存富吴斌北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

激光激励的lamb波信号具有较宽的频带,且包含多个模态信息。本文采用二维傅里叶变换和时频分析等信号分析技术用于检测信号中的模态成分及缺陷信息识别。首先,对200组激光lamb波信号进行二维傅里叶变换,得到信号的频率-波数图,可识别出... 详细信息

激光激励的lamb波信号具有较宽的频带,且包含多个模态信息。本文采用二维傅里叶变换和时频分析等信号分析技术用于检测信号中的模态成分及缺陷信息识别。首先,对200组激光lamb波信号进行二维傅里叶变换,得到信号的频率-波数图,可识别出激光lamb波信号中的低阶A0、S0和高阶模态,并且A0模态能量高,可用于缺陷检测。随后对有、无缺陷状态下lamb波信号进行连续小波变换,从时频图中识别出缺陷信号的频率成分,进一步提取特定频率下的小波系数幅值信号,实现了缺陷信息的识别。结果表明,二维傅里叶变换能较好地识别激光lamb波的模态成分,而提取出的连续小波变换系数图,能准确实现缺陷定位。

关键词：激光lamb波二维傅里叶变换连续小波变换模态缺陷

激光和压电传感器密集型矩形阵列成像质量的比较分析

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北京工业大学学报 2018年第8期44卷 1075-1081页

作者：刘增华马春雷陈洪磊冯雪健何存富吴斌北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

为了能够提高分辨率和信噪比,抑制旁瓣和栅瓣,提出了一种基于阵列数据相位差的成像方法.将压电传感器阵列和激光阵列分别与幅值成像和符号相干因子成像相结合对铝板中缺陷进行检测研究.采用连续小波变换对宽频带、低时域分辨率的激光Lam... 详细信息

为了能够提高分辨率和信噪比,抑制旁瓣和栅瓣,提出了一种基于阵列数据相位差的成像方法.将压电传感器阵列和激光阵列分别与幅值成像和符号相干因子成像相结合对铝板中缺陷进行检测研究.采用连续小波变换对宽频带、低时域分辨率的激光lamb波信号进行处理,得到特定频率下具有高时域分辨率的窄带信号.最后,结合幅值成像技术和符号相干因子成像技术对特定频率提取后的信号进行处理,实现铝板中缺陷的成像和定位.压电传感器阵列成像结果和激光阵列成像结果对比表明:充分利用激光阵列非接触、点聚焦的优点,能够有效地减少赝像,使得缺陷定位更加准确.

关键词：激光lamb波压电传感器密集型矩形阵列连续小波变换符号相干因子成像