在役风机主轴超声合成孔径聚焦成像检测技术

在役风机主轴具有直径大、检测范围长、不可拆卸等检测特点,针对在役风机主轴的成像检测目前普遍采用超声合成孔径聚焦成像检测技术,普通的一维阵列合成孔径已不适用.因此,必须采用二维阵列形式的孔径合成技术.为了能够减少不必要的计算量,更加精确地提高成像单元质量,文章提出一种更简化的阵列探头孔径合成参与方式.通过试验验证该方式具有更高的检测效率及更优秀的成像效果.

超声相控阵缺陷检测聚焦技术仿真分析

采用有限元方法对超声相控阵缺陷检测技术进行分析。首先介绍了超声波波束聚焦、偏转的基本原理,然后使用COMSOL有限元分析软件以及Matlab仿真程序对超声相控阵缺陷检测技术进行建模,在该模型的基础上分析了超声相控阵延时聚焦技术的实现过程与方法。在仿真过程中,通过改变阵元参数,研究其对于超声相控阵缺陷检测信号的影响,并结合物理实验进行了验证。分析结果表明,超声相控阵的延时聚焦技术减小了发射波的波幅宽度,提高了缺陷点回波信号的幅值;基于延时聚焦技术的发射信号,其波束指向性图的主波瓣波束较窄,幅值较高,旁瓣幅值降低,提高了图像分辨率以及成像质量。

压力管道声发射检测缺陷定位仿真及验证

从数值仿真和物理试验两种角度对压力管道声发射检测缺陷定位技术进行分析。首先推导了压力管道检测中声发射源定位的计算公式,而后使用多物理场耦合有限元分析软件COMSOL仿真模拟了声-压电的能量转换过程,最后使用声发射检测设备进行定位试验。结果表明:利用声发射技术对压力管道进行缺陷初定位,其结果准确可靠,可为压力管道的缺陷量化分析提供有力的先期基础。

输电铁塔地脚螺栓腐蚀超声导波检测技术研究

提出利用钢杆超声柱面导波技术对地脚螺栓进行检测的方法。介绍柱面超声导波的频散特性,制作含有不同深度缺陷的地脚螺栓模拟试样,采用相控阵超声柱面导波技术对模拟试样进行检测,分析不同频率探头和混凝土包裹情况对检测结果的影响,建立地脚螺栓的腐蚀损伤评价体系,实现了在役输电线路铁塔埋地地脚螺栓不开挖条件下对其腐蚀状况的检测。

力磁耦合作用下电磁超声换能器换能效率仿真分析

研究了力磁耦合作用下外加应力对电磁超声换能器换能效率的影响。首先通过理论推导,得出外加应力下磁致伸缩材料的本构关系式,而后利用多物理场耦合有限元分析软件COMSOl分析了外加应力对电磁超声换能器换能效率的影响。结果表明:在相同磁场条件下,随着外加应力的增加,磁致伸缩应变和电磁超声换能器换能效率均减小,当外加应力值超过材料的屈服强度时,磁致伸缩振幅趋近于零。因此,使用电磁超声检测器对存在外加应力作用下的工件进行检测时,应适当增加换能器中偏置永磁体剩余磁通密度或增加线圈激励电流大小,以保证较高的检测效率。

电磁超声检测系统阻抗匹配电路优化设计

为了提高电磁超声检测系统的检测效率,首先使用ADS电路开发软件设计阻抗匹配电路,而后利用MULTISIM仿真分析软件对所设计的阻抗匹配电路进行仿真分析,最后采用相应的电磁超声检测设备进行物理实验。研究结果表明:相比较于未经阻抗匹配设计的电磁超声检测系统,经过阻抗匹配设计后的检测系统,检测效率更高,实用价值更好。

基于金属磁记忆技术的微裂纹检测仿真分析

鉴于金属磁记忆检测技术对微裂纹的早期预判上有独到优势,基于金属磁记忆检测机理,考虑磁性材料磁导率的各向异性,运用COMSOL有限元分析软件对起重机导轨常用材料Q235B钢进行磁记忆检测有限元仿真,定量分析了被检测钢块在裂纹宽度、裂纹深度、拉伸载荷、提离高度及外加地磁场变化时材料磁记忆信号的变化规律。结果表明,随微裂纹尺寸的增大,磁记忆检测信号增强;随外加应力的增高,磁记忆检测信号先增大后减小;随提离高度的增加,磁记忆检测信号减小。

地脚螺栓相控阵柱面超声导波换能器的设计及应用

设计了一种用于地脚螺栓缺陷检测及腐蚀评估的相控阵超声导波换能器,通过对换能器阵列型式、阵元个数、频率、晶片尺寸的合理设计,可以有效避免螺纹反射回波的干扰,提高信噪比和缺陷检测结果的可靠性,并通过检测案例进行了验证。

风机塔筒异型地脚螺栓腐蚀超声导波检测技术仿真分析

超声导波技术对地脚螺栓锚杆腐蚀的检测具有潜在优势。只需在锚杆露出的端部激励和接收超声导波,接收到的信号则包含了地脚螺栓锚杆的整体性信息。本文基于超声导波检测技术,针对多种型式的地脚螺栓进行研究,通过COMSOL仿真软件分析对比2种型式地脚螺栓的传播特性,验证了超声导波不受部分弯曲型式地脚螺栓的影响,发现弯头对缺陷的检测只有声压幅值会略降低,该变化在现场实验中,对检测增益的调节没有较大影响。因此说明超声导波检测技术更加适用于地脚螺栓的腐蚀缺陷检测。

风电螺栓超声导波检测技术仿真

采用有限元方法针对基于超声导波的风电螺栓在役检测技术进行分析。首先介绍了螺栓检测的技术研究难点、热点、超声导波检测以及相控阵延时聚焦的理论基础,然后使用COMSOL有限元分析软件以及MATLAB仿真程序对超声导波螺栓检测技术进行建模,在该模型的基础上分析了超声导波检测风电螺栓技术的实现过程与方法。在仿真过程中,笔者通过改变缺陷深度,研究其对于超声导波检测信号的影响。研究结果表明:(1)缺陷在较浅深度时,检测结果误差较小,缺陷信号之后会形成明显的二次波、三次波信号。(2)缺陷位于中部位置时,缺陷测量结果误差增大,位于缺陷之前的台阶反射信号波幅降低,二次、三次波不明显。且缺陷波附近可看到有较明显的多个小波峰信号。(3)由于波随着传播距离的增大,干涉叠加次数增加,波的模式越来越复杂。所以随着缺陷距离探头越远,检测结果误差越大。

异型承压部件衍射时差法超声波检测方法研究

在各类大型装置中,压力管道与弯头、大小头或三通,压力容器筒体及封头、封板等异型承压部件对接焊接接头比例很高。这一类的结构由于条件受限,导致常规TOFD检测系统架构无法实施检测,形成检测难题。本文主要针对此检测难题进行研究,提出一种适用于检测空间受限的单侧TOFD检测方法。

高精度相控发射与接收的张力线夹压接质量超声相控阵检测系统设计

架空输电线路中耐张线夹的压结质量至关重要。本文基于超声相控阵技术检测耐张线夹压接质量实验设计了一种高精度相控发射与接收的张力线夹压接质量超声相控阵检测系统。多路信号的发射和接收时序控制及大容量数据的缓冲构成超声相控阵检测系统,接收的超声信号缓存与合成延时控制是利用FPGA的大容量RAM进行,实现精度为2ns的超声波发射与接收延时控制。对探头加载10MHz的3周期正弦波形,验证得到电路板超声波接收延时控制是精确有效的。同时验证结果也证明,通过超声相控阵线扫描判断耐张线夹的压结质量是十分直观有效的。

基于激光焊缝跟踪的风机塔筒TOFD检测技术

针对风机塔筒焊缝的高空TOFD检测技术中容易出现爬行器在行走过程中难以保持焊缝对中而造成无法有效检测的问题,基于激光焊缝跟踪技术设计了一款激光跟踪传感器,并将其与塔筒焊缝TOFD检测技术相结合,形成能够有效保持焊缝对中的高空塔筒焊缝TOFD检测系统。同时通过跟踪效果测试验证了所设计的激光跟踪传感器具有良好的一致性,能够实现高空塔筒焊缝的自动跟踪、自动修正,自动检测等功能,保证了风机塔筒TOFD检测技术的有效运用。

超声换能器声场特性自动化测试系统的研究及应用

本文设计了一种五自由度的水浸声场自动化测试系统,能够自动完成常规超声换能器的声场特性测试。例如探头的焦距、中心频率、峰值频率、-6d B带宽等参数。具有三维声场构建,增加了探头的俯仰和回转,具有可以快速校准探头的垂直状态、测试数据稳定等优点。本文介绍了该自动化测试系统的组成结构,并利用小球法测试了15Mhz点聚焦探头的声场数据,与探头的厂家测试数据进行了验证。

基于超声成像技术的耐张线夹压接质量评价研究

文章主要介绍了一种利用超声波B扫显示的检测技术针对架空输电线路中耐张线夹的压接质量进行有效检测的技术方法。仪器使用武汉中科创新技术股份有限公司自主研发的最新便携仪HS710,配合机载B扫软件、定制的手动扫查器和拉线位移编码器,对耐张线夹压接六角边进行B扫检测。结果表明:(1)根据耐张线夹及外部导线的结构特征建立声学模型,模拟声束的传播过程。根据声学模型的声学响应建立判断耐张线夹质量的响应参数,以此为依据设计超声波检测方法,建立耐张线夹超声波检测的检测平台。(2)超声波B扫描成像检测技术可以直观地从图像上检验铝管与钢锚凹槽压接部位的压接质量及铝管变形填入钢锚凹槽的数量、铝管和导线压接质量及压接部位长度等缺陷指标。评判方法简单高效。