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基于CT图像建模的TATB基PBX超声检测仿真方法

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含能材料 2024年第7期32卷 693-701页

作者：李智锋林莉张伟斌赵文瑕马志远李海宁大连理工大学无损检测研究所辽宁大连116024 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

为突破TATB基PBX超声仿真精度的局限,实现结构与性能关联的超声无损检测与表征,提出基于CT图像建模的PBX超声仿真建模方法,利用CT图像中颗粒相与黏结剂相显著的灰度分布差异提取结构形态和特征,通过对CT图像切片降噪、二值化、边界优化... 详细信息

为突破TATB基PBX超声仿真精度的局限,实现结构与性能关联的超声无损检测与表征,提出基于CT图像建模的PBX超声仿真建模方法,利用CT图像中颗粒相与黏结剂相显著的灰度分布差异提取结构形态和特征,通过对CT图像切片降噪、二值化、边界优化等处理,获得了包含造型粉颗粒及边界形态的二维几何结构模型,并将该模型用于超声传播过程的有限元仿真,定量对比了基于CT图像的超声仿真模型与Voronoi模型仿真效果的差异。研究表明,基于CT图像模型可以实现TATB颗粒及边界形态随机复杂结构特征的有效刻画,使得超声仿真结果与实验更趋一致,声速、衰减、频域幅值和表观积分背散射系数的误差分别为0.32%、1.14%、0.92%和1.55%,均在2%以内,相较于Voronoi模型的误差(2.77%、35.93%、20.70%、13.68%)大幅降低,仿真准确性得到显著提升。

关键词：高聚物黏结炸药(PBX) CT图像超声检测仿真模型

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高压电缆缓冲层烧蚀缺陷超声检测实验

电力工程技术 2024年第1期43卷 174-180页

作者：高建张浩然张可李建英西安交通大学(电工材料电气绝缘全国重点实验室) 陕西西安710049

高压电缆缓冲层烧蚀故障是近年来频发的电缆故障类型,而目前的烧蚀缺陷检测手段难以满足存量电缆的检测需求。为此,文中首次研究基于铝护套内表面粗糙度的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷的超声检测方法。首先,开展潮湿条件下的缓冲层烧蚀模拟实... 详细信息

高压电缆缓冲层烧蚀故障是近年来频发的电缆故障类型,而目前的烧蚀缺陷检测手段难以满足存量电缆的检测需求。为此,文中首次研究基于铝护套内表面粗糙度的高压电缆缓冲层烧蚀缺陷的超声检测方法。首先,开展潮湿条件下的缓冲层烧蚀模拟实验,并对烧蚀后的铝片进行激光共聚焦显微镜测试以及电化学阻抗谱分析,发现随着烧蚀时间的增加,铝片的表面粗糙度逐渐增大,同时铝片表面的腐蚀程度逐渐加深,对应的缓冲层烧蚀缺陷逐渐加重,表明铝片的表面粗糙度与潮湿条件下缓冲层的烧蚀程度存在关联。其次,对烧蚀后的铝片开展超声检测实验,并通过相邻超声回波信号的幅值比推算出铝片腐蚀面的粗糙度,与实验测得的粗糙度具有相同的变化趋势。文中结果表明超声检测可用于检测缓冲层烧蚀缺陷的严重程度,为高压电缆缓冲层烧蚀缺陷超声检测方法的应用奠定了研究基础。

关键词：高压电缆缓冲层烧蚀超声检测电化学腐蚀粗糙度反射系数

电缆局部放电超声检测用高灵敏度柔性PZT压电超声传感器

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高电压技术 2024年

作者：颜育姚露露吴明刘泳斌高景晖钟力生西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室

传统压电陶瓷超声传感器检测电缆局部放电时存在声学界面失配现象，局部放电超声信号在传播过程中严重衰减，因此传统压电陶瓷超声传感器无法高灵敏度地检测电缆局部放电。针对该现象，本文根据声阻抗匹配原则与电磁屏蔽需求设计制备了... 详细信息

传统压电陶瓷超声传感器检测电缆局部放电时存在声学界面失配现象，局部放电超声信号在传播过程中严重衰减，因此传统压电陶瓷超声传感器无法高灵敏度地检测电缆局部放电。针对该现象，本文根据声阻抗匹配原则与电磁屏蔽需求设计制备了一种基于锆钛酸铅(Pb(Zr0.52，Ti0.48)O3， PZT)压电薄膜的柔性超声传感器；研究了不同极化方式对柔性传感器灵敏度的影响，测试了封装后柔性传感器的电磁屏蔽性能、灵敏度曲线以及方向敏感性；在此基础上，开展了基于柔性传感器的真型电缆气隙模型的局部放电超声信号检测实验。结果表明：本文设计制备的柔性传感器具有良好的电磁屏蔽性能，且不具有方向敏感性，在30 kHz～200 kHz范围内的灵敏度平均值与峰值分别为51.8 dB与53.8 dB；在真型电缆的气隙放电超声检测中，柔性传感器的检测灵敏度为传统压电陶瓷超声传感器的1.57倍。

关键词：电力电缆局部放电超声检测柔性PZT压电超声传感器 PZT薄膜

玻璃纤维增强复合材料超声检测声场的CIVA仿真与试验研究

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复合材料科学与工程 2024年第3期 20-24,53页

作者：史洪源任文坚党杰周鹏西安航空职业技术学院航空材料工程学院西安710089 西安航天发动机有限公司无损检测中心西安710100 西安航空职业技术学院学生工作处西安710089 西安航空职业技术学院科研处西安710089

针对单晶片超声检测玻璃纤维增强复合材料层压板内声场分布,使用CIVA软件得到了不同楔块厚度下材料内部声场的变化规律;同时进行试块内不同规格的预制缺陷仿真试验,通过对缺陷进行B扫图及A扫回波波形分析,得到不同深度缺陷回波特点及波... 详细信息

针对单晶片超声检测玻璃纤维增强复合材料层压板内声场分布,使用CIVA软件得到了不同楔块厚度下材料内部声场的变化规律;同时进行试块内不同规格的预制缺陷仿真试验,通过对缺陷进行B扫图及A扫回波波形分析,得到不同深度缺陷回波特点及波高规律。最后,使用超声检测仪器对制作的玻璃纤维层压板进行实际检测验证试验。试验结果表明:不同尺寸及埋深的分层缺陷的波形特点及检测结果与仿真试验结果相同;当缺陷距离表面太近时,检测得到的尺寸比实际缺陷大很多;当缺陷位于层压板中间时,检测结果均接近实际尺寸;当缺陷位于层压板底部时,检测结果比实际尺寸小。

关键词：玻璃纤维复合材料超声检测 CIVA仿真试验

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在役压力管道的超声检测技术综述

化工设备与管道 2024年第2期61卷 103-110页

作者：张悦杜政熠程浩男靳晓涵沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870

压力管道在工业生产中具有关键性的作用,但由于多种因素的影响会导致出现安全事故,必须引起高度重视。在役压力管道必须定期检测,确保管道壁厚和各处焊缝符合技术标准要求。随着科学技术的不断进步,数字信号分析、自动成像等新型技术与... 详细信息

压力管道在工业生产中具有关键性的作用,但由于多种因素的影响会导致出现安全事故,必须引起高度重视。在役压力管道必须定期检测,确保管道壁厚和各处焊缝符合技术标准要求。随着科学技术的不断进步,数字信号分析、自动成像等新型技术与超声检测技术相融合,产生了超声导波检测技术、衍射时差法超声检测技术(TOFD)、超声相控阵检测技术等,广泛应用于在役压力管道检测。激光超声检测、电磁超声C扫描检测、全自动超声波检测(AUT)等技术成为未来发展趋势。

关键词：压力管道超声检测技术应用自动成像

一种用于高压电气设备局放超声检测的新型EFPI传感器

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电测与仪表 2024年第2期61卷 204-209页

作者：张宇帅隋浩冉韩世杰王赞高超飞王伟华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室新能源电力系统国家重点实验室北京102206 国网经济技术研究院有限公司北京102209 北京信息科技大学自动化学院北京100192

文章介绍了一种新型结构的光纤EFPI超声传感器,可内置于变压器、GIS等高压电气设备,这种新型结构的光纤EFPI超声传感器可在不同温度、不同压强条件下,进行局部放电超声信号的检测。新型传感器采用全石英焊接工艺,在F-P腔上开孔,使绝缘... 详细信息

文章介绍了一种新型结构的光纤EFPI超声传感器,可内置于变压器、GIS等高压电气设备,这种新型结构的光纤EFPI超声传感器可在不同温度、不同压强条件下,进行局部放电超声信号的检测。新型传感器采用全石英焊接工艺,在F-P腔上开孔,使绝缘介质进入F-P腔,平衡了石英膜片两侧由于温度和绝缘介质密度不同产生的压强差,并在石英膜片内表面上局部镀铝膜,提高膜片内表面的光反射率,提升了传感器的灵敏度。通过用新型传感器在不同温度、不同距离下进行测试,验证了传感器的温度、频率、灵敏度等性能。新型光纤EFPI超声传感器为检测高压电气设备内部局部放电提供了一种新的检测方法。实际应用中也取得了非常好的效果。

关键词：光纤EFPI超声传感器高压电气设备局部放电超声检测

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衬胶管道脱粘缺陷超声检测与识别方法研究

电子测量技术 2024年第1期47卷 23-30页

作者：魏丞耀王雪梅倪文波陈果钟昊西南交通大学机械工程学院成都610031

针对目前对在役衬胶管道脱粘缺陷缺乏有效检测手段,且检测效率和准确率较低的问题,基于超声脉冲回波法的基本原理,设计了适用于圆柱形衬胶管道超声检测的扫查和探头夹持装置,建立了相应的超声检测试验系统。分析了实际应用中多种干扰因... 详细信息

针对目前对在役衬胶管道脱粘缺陷缺乏有效检测手段,且检测效率和准确率较低的问题,基于超声脉冲回波法的基本原理,设计了适用于圆柱形衬胶管道超声检测的扫查和探头夹持装置,建立了相应的超声检测试验系统。分析了实际应用中多种干扰因素对超声回波信号的影响,构建了基于一维CNN的超声回波信号二分类模型。通过试验和与传统超声检测缺陷识别方法进行对比,结果表明利用所建立的超声检测系统及一维CNN模型能够在多种干扰因素存在的情况下实现对脱粘缺陷较精确的识别,识别准确率达到96.22%,为在役衬胶管道脱粘缺陷的自动化检测和识别提供了一种有效的方法和手段。

关键词：超声检测衬胶管道脱粘缺陷卷积神经网络

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风电齿轮箱滑动轴承脱黏缺陷超声检测

轴承 2024年第9期 92-99页

作者：郑宽朱琦吴晨晨李青松王文上海大学机电工程与自动化学院上海200444

为了解决铜-钢双金属浇铸成型工件在界面处出现的脱黏缺陷问题,以风电齿轮箱滑动轴承为研究对象,利用Comsol Multiphysics有限元软件建立了双金属浇铸成型工件超声检测仿真模型并进行数值模拟,分析超声波在不同缺陷尺寸下的传播特性;通... 详细信息

为了解决铜-钢双金属浇铸成型工件在界面处出现的脱黏缺陷问题,以风电齿轮箱滑动轴承为研究对象,利用Comsol Multiphysics有限元软件建立了双金属浇铸成型工件超声检测仿真模型并进行数值模拟,分析超声波在不同缺陷尺寸下的传播特性;通过接触式超声检测试验和水浸超声检测试验分析了缺陷波振幅与缺陷尺寸的关系,并对缺陷进行定量表征。结果表明:缺陷波及底波的振幅变化均与缺陷尺寸存在线性关系,C扫描成像能够检测缺陷的相对位置及大小,仿真与试验结果具有良好的一致性。

关键词：滑动轴承风电轴承脱黏数值模拟超声检测

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基于相位跟踪反馈控制的光纤GIS局放超声检测

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中国工程机械学报 2024年第1期22卷 123-127页

作者：李天辉臧谦乔辉朱继红庞先海国网河北省电力有限公司电力科学研究院河北石家庄050021 国网河北能源技术服务有限公司河北石家庄050021 国网河北省电力有限公司河北石家庄050021 南京合智电力科技有限公司江苏南京210000

为实现对气体绝缘开关设备(GIS)的局部放电超声光学稳定检测,根据Michelson干涉原理构建GIS局部放电超声传感系统,设计一种可增强相位跟踪反馈抗干扰性能的新方法。在GIS设备上开展了干扰测试,构建得到能满足现场GIS局部放电超声检测要... 详细信息

为实现对气体绝缘开关设备(GIS)的局部放电超声光学稳定检测,根据Michelson干涉原理构建GIS局部放电超声传感系统,设计一种可增强相位跟踪反馈抗干扰性能的新方法。在GIS设备上开展了干扰测试,构建得到能满足现场GIS局部放电超声检测要求的传感系统。研究结果表明:该方法可对低于1.8 kHz低频噪声造成的相位衰落起到明显的抑制效果。根据相位衰落抑制效果测试结果,设置相位反馈控制,传感系统达到40 mV的稳定幅值,保证光纤传感系统在100 Hz电动力干扰的条件下依然保持良好的稳定性。GIS局放检测试验结果显示,10 s内Michelson光纤干涉系统对局部放电超声信号达到精确检测的效果,压电传感器(PZT)未检测到局部放电的信号。该研究具有较好的实际应用价值,易于推广。

关键词：气体绝缘开关内部缺陷相位反馈智能控制超声检测