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含缺陷模拟试块的超声相控阵检测能力探讨

石油化工设备 2023年第1期52卷 1-8页

作者：徐火力杨天雪石祥龚凌诸厦门市特种设备检验检测院福建厦门361004 福建省特种设备检验研究院福建福州350008 福建工程学院生态环境与城市建设学院福建福州350118

应用超声相控阵检测便携式成像设备SyncScan16PT,以预置未熔合、未焊透、裂纹、气孔及夹渣等缺陷的人工模拟试块为研究对象,将相控阵探头放在4个不同位置进行了无损检测分析。结果表明,超声相控阵检测方法可以检测出预置的缺陷类型,缺... 详细信息

应用超声相控阵检测便携式成像设备SyncScan16PT,以预置未熔合、未焊透、裂纹、气孔及夹渣等缺陷的人工模拟试块为研究对象,将相控阵探头放在4个不同位置进行了无损检测分析。结果表明,超声相控阵检测方法可以检测出预置的缺陷类型,缺陷位置、长度以及深度等信息。相比未熔合、气孔、裂纹、夹渣等焊接缺陷,超声相控阵检测方法对未焊透缺陷的检测更敏感,4个不同的探头位置均能检测出未焊透缺陷。试验数据可为超声相控阵检测技术的应用推广提供参考。

关键词：模拟试块超声相控阵检测缺陷

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焊缝超声相控阵检测数据深度学习降噪方法

应用声学 2022年第1期41卷 112-118页

作者：朱甜甜刘建宋波桂生廉国选中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 中国石油集团工程技术研究院北京102206

超声相控阵检测技术在焊缝检测中具有广泛的应用。超声相控阵检测技术检测信号中常混入噪声导致检测成像时难以分辨真实的缺陷特征。这些噪声主要为无关的反射信号和局部相关的结构噪声,传统的超声图像降噪方法难以有效滤除这些噪声,且... 详细信息

超声相控阵检测技术在焊缝检测中具有广泛的应用。超声相控阵检测技术检测信号中常混入噪声导致检测成像时难以分辨真实的缺陷特征。这些噪声主要为无关的反射信号和局部相关的结构噪声,传统的超声图像降噪方法难以有效滤除这些噪声,且存在计算效率低、参数优化复杂等问题。该文提出了一种基于深度学习的焊缝超声相控阵检测技术检测S扫图像的降噪方法,通过搭建深度神经网络降噪模型去除S扫图像中的噪声。经过实验验证,该方法较传统的降噪方法能更有效去除焊缝超声相控阵检测技术检测S扫图中的噪声,保留缺陷的图像细节,并且提高了计算效率,同时避免了人工对不同噪声水平的S扫图像进行参数优化。

关键词：超声相控阵检测焊缝检测深度学习降噪

液压支架缸体环焊缝缺陷超声相控阵检测方法研究

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煤炭工程 2023年第11期55卷 154-159页

作者：董明万回回孙思雅苏成明王昕韩磊西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室陕西西安710054 西安智能再制造研究院有限公司陕西西安710018 渭南陕煤启辰科技有限公司陕西渭南714000

针对液压缸长期在重载和交变载荷下运行,极易产生各种疲劳损伤,严重时引起缸体焊缝开裂,甚至引发爆缸的问题,对液压支架缸体焊缝检测方法进行了研究。由于焊缝表面不平整,声波垂直入射耦合效果差,将换能器安装在楔块上使得声波斜入射对... 详细信息

针对液压缸长期在重载和交变载荷下运行,极易产生各种疲劳损伤,严重时引起缸体焊缝开裂,甚至引发爆缸的问题,对液压支架缸体焊缝检测方法进行了研究。由于焊缝表面不平整,声波垂直入射耦合效果差,将换能器安装在楔块上使得声波斜入射对焊缝进行检测。根据射线声学理论和Snell原理,确定超声波在楔块和工件中的传播路径,得到了楔块条件下超声相控阵延时法则计算公式。对楔块条件下单阵元空间脉冲响应进行延时叠加,得到了超声相控阵的空间声压模型,仿真得到了不同偏转角度时的声轴线声压,分析了在不同偏转角度下超声相控阵换能器辐射声场的特性。对含人工缺陷的焊缝试块进行相控阵实验,能发现不同位置的缺陷,对ZY9200/25/50D型液压支架缸体环焊缝进行现场检测,从相控阵图像上可以直接得到缺陷的位置和尺寸,通过声场仿真可为制定相控阵检测工艺参数提供指导。

关键词：液压支架超声相控阵检测声场仿真空间脉冲响应

超声相控阵检测技术在聚乙烯燃气管道电熔焊接质量控制中的应用

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城市燃气 2022年第10期572卷 11-16页

作者：陈艳厦门华润燃气工程有限公司

聚乙烯管道以其良好的力学性能,耐腐蚀性强、使用寿命长等优点大量应用于城市燃气管网,其焊口质量一直是城市燃气管道施工管理的重点环节,常规的电熔焊接质量控制手段已无法满足需求。超声相控阵检测技术应用于聚乙烯燃气管道电熔焊口... 详细信息

聚乙烯管道以其良好的力学性能,耐腐蚀性强、使用寿命长等优点大量应用于城市燃气管网,其焊口质量一直是城市燃气管道施工管理的重点环节,常规的电熔焊接质量控制手段已无法满足需求。超声相控阵检测技术应用于聚乙烯燃气管道电熔焊口的无损检测,已有较为成熟完善的检测设备和检测标准。通过对在建项目现场的聚乙烯电熔接头进行抽查并对检测结果进行分析,得出以下结论:超声相控阵检测技术可以有效检测出焊口的内部缺陷情况,极有效的提升焊接质量及质量控制水准。

关键词：聚乙烯管道焊接超声相控阵检测焊接缺陷电熔接头

TA15钛合金激光熔化沉积制件超声相控阵检测

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中国表面工程 2020年第2期33卷 127-135页

作者：何振丰赵宇辉赵吉宾王志国孙长进中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳110169 中国科学院大学北京100049

为了确保激光增材制件的质量安全,对其进行可靠的无损检测与评价尤为重要。针对TA15钛合金激光熔化沉积制件,使用常规超声以及超声相控阵检测技术对其内部缺陷进行检测,重点研究了激光增材制件内部缺陷的超声检测特性以及超声相控阵检... 详细信息

为了确保激光增材制件的质量安全,对其进行可靠的无损检测与评价尤为重要。针对TA15钛合金激光熔化沉积制件,使用常规超声以及超声相控阵检测技术对其内部缺陷进行检测,重点研究了激光增材制件内部缺陷的超声检测特性以及超声相控阵检测技术在增材制件上的应用优势。使用激光熔化沉积技术制备了含有熔合不良缺陷的试验样件,从XYZ 3个方向分别对样件进行了全面检测。结果表明,激光增材制件内部的缺陷具有明显的方向性,因此,为了确保激光增材制件检测结果可靠,应从XYZ 3个方向分别进行全面检测。相比与常规超声检测,超声相控阵检测技术大大提高了检测效率,能够直接成像缺陷的轮廓边界,降低了技术依赖性及人工疲劳性,针对大型增材制件的检测需求具有广阔的应用前景。

关键词：激光熔化沉积缺陷超声相控阵检测超声检测方向

焊缝缺陷的超声相控阵检测工艺多目标参数优化

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内蒙古科技大学学报 2023年第1期42卷 15-21页

作者：高琳郭海瑞王少锋刘文婧李革张巍内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古自治区机电系统智能诊断与控制重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古科技大学土木工程学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学工程训练中心(创新创业教育学院) 内蒙古包头014010

为提高超声相控阵检测设备对焊缝区域缺陷的检测与分辨能力,采用响应面分析方法对相控阵检测参数与缺陷间的相互作用关系进行了研究.以手工电弧焊法制备的铝合金V形构件焊缝为研究对象,选取缺陷回波的波峰波谷分贝差作为分辨力评价指标... 详细信息

为提高超声相控阵检测设备对焊缝区域缺陷的检测与分辨能力,采用响应面分析方法对相控阵检测参数与缺陷间的相互作用关系进行了研究.以手工电弧焊法制备的铝合金V形构件焊缝为研究对象,选取缺陷回波的波峰波谷分贝差作为分辨力评价指标、-6 dB法测量的尺寸与实际尺寸误差作为缺陷定量指标进行多目标参数优化研究.以探头中心频率、激发晶片数量、聚焦深度和探头到焊缝前沿的中心距离为自变量,结果表明最佳检测工艺参数为:探头中心频率14.75 MHz、阵元数量为52个、聚焦深度为39.627 mm、探头距焊缝前沿距离为5.112 mm,该参数设置下波峰波谷分贝差为14.157 dB、定量误差为0.01 mm,达到了较好的缺陷检测效果,证明了该方法在超声相控阵检测参数优化方面的可行性.

关键词：超声相控阵检测 CIVA仿真响应面分析分辨力缺陷定量

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超声相控阵检测硬件系统设计

超声相控阵检测硬件系统设计

作者：朱晛南京航空航天大学

学位级别：硕士

超声相控技术具有扫查速度快、精度高和实时性好等优点，成为近年来超声检测领域的一个研究热点。本文旨在研制一台具有32通道的超声相控阵检测硬件系统，并对相控阵关键技术进行验证。主要工作如下：1.研究了超声换能器阵列的指向性函... 详细信息

超声相控技术具有扫查速度快、精度高和实时性好等优点，成为近年来超声检测领域的一个研究热点。本文旨在研制一台具有32通道的超声相控阵检测硬件系统，并对相控阵关键技术进行验证。主要工作如下：1.研究了超声换能器阵列的指向性函数和相控阵系统的发射和接收声束形成算法。提出了一种32通道超声相控阵检测硬件系统的设计方案。该设计方案采用模块化设计方法，包括发射前端模块、接收前端模块、数字信号处理模块、ARM后处理模块、电源模块等主要硬件子系统。2.完成了系统发射前端模块、接收模块、数字信号处理模块、ARM后处理模块的设计。采用HV748作为发射激励器件和AD9273作为接收前端，使系统具有了较高的集成度;采用FPGA作为数字信号处理核心，使系统具有了强大的实时处理能力;采用ARM架构处理器，使系统具有了良好的人机交互界面。在系统设计中采用了多项电磁兼容技术保证了系统的工作稳定。3.完成了电源系统的设计。设计了单端反激式功率变换器,为发射前端提供了大电流输出的高压电源;为FPGA和ARM子系统分别提供了核心电源和I/O电源。4.给出了FPGA中的LVDS接口、CPU总线接口、发射延时模块和接收声束形成模块的具体实现方案，实现了FPGA子系统的功能。5.完成了系统各部分的原理图与PCB设计、硬件电路焊接和调试工作。所设计的硬件系统已经进行了系统软-硬件的联调，对标准试块进行了成像实验，取得了预计的成像结果。实验结果表明，本硬件系统工作稳定、性能良好，能够满足工业超声成像的实际需要。

关键词：超声相控阵检测超声换能器阵列模拟前端直流高压声束形成 FPGA ARM

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不同探头位置管道超声相控阵检测结果分析

化工装备技术 2023年第6期44卷 6-10页

作者：石祥龚凌诸苏宣机黄耀波福建工程学院生态环境与城市建设学院福建工程学院化工安全研究所福建省锅炉压力容器检验研究院

为了探究不同探头位置时管道超声相控阵检测结果有差异的原因,利用以色列Sonotron NDT公司生产的ISONIC2009相控阵检测仪,对一段含缺陷的常减压管道焊接接头进行检测,检测过程分别选取了焊缝上下两侧的6个不同位置。结果表明:检测结果... 详细信息

为了探究不同探头位置时管道超声相控阵检测结果有差异的原因,利用以色列Sonotron NDT公司生产的ISONIC2009相控阵检测仪,对一段含缺陷的常减压管道焊接接头进行检测,检测过程分别选取了焊缝上下两侧的6个不同位置。结果表明:检测结果与探头距离有直接影响,随着探头距离增大,声波入射到缺陷的角度发生变化,导致声波反射回探头的强度也随即发生变化,获得的检测图谱有较大差异。对比检测图谱可知,只有声波垂直或接近垂直于缺陷面,声波发射回探头的强度大时缺陷才能被检出;如果声波垂直于缺陷面角度,则会导致声波发射回探头的强度小,难以检出缺陷,尤其是体积型缺陷。

关键词：探头位置超声相控阵检测常减压管道声波缺陷

核电机组常规岛部分系统超声相控阵检测应用分析

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中国科技期刊数据库工业A 2022年第6期 229-232页

作者：徐聪张学斌合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230088 中国能源建设集团安徽电力建设第二工程有限公司安徽合肥230088

目前核电常规岛管道无损检测多采用射线检测,但由于射线检测具有放射性等特点,对检测场所和时间窗口的要求过于严苛。相控阵超声检测技术由于其优异的性能逐渐在无损检测领域得到重视。本文通过统计已知缺陷的模拟试样和现场实际焊缝的... 详细信息

目前核电常规岛管道无损检测多采用射线检测,但由于射线检测具有放射性等特点,对检测场所和时间窗口的要求过于严苛。相控阵超声检测技术由于其优异的性能逐渐在无损检测领域得到重视。本文通过统计已知缺陷的模拟试样和现场实际焊缝的检测结果并进行对比,发现超声相控阵检测方法在缺陷的检出率和准确性不低于射线检测,确定超声相控阵检测方法在核电机组建设过程中部分替代射线检测具有可行性。

关键词：超声相控阵检测 PAUT 核电应用分析