复合材料的相控阵超声C扫描成像检测

为了实现复合材料的大面积快速C扫描检测以及特殊位置的双轴定位C扫描检测,结合相控阵超声C扫描成像检测技术,开发了滚轮探头单轴C扫描检测系统用于复合材料大面积快速扫查,双轴拉线编码器定位C扫描检测系统用于特定位置的双轴定位C扫描检测。试验结果表明,滚轮探头C扫描检测系统耦合效果好,扫查速度快,特别适合航空航天领域复合材料的快速C扫描检测;双轴拉线编码器定位C扫描检测系统对特定区域进行C扫描检测,具有扫查定位准确、探头移动灵活、重复覆盖性好、对缺陷精确定量的优点。

合成孔径聚焦技术在TOFD检测中的应用

为了准确定位和测量在低合金厚板对接焊缝中的缺陷,对超声衍射时差法的D扫描图像进行了处理。为了提高图像的横向分辨率,准确识别缺陷的位置和尺寸,引入了D扫描图像的合成孔径聚焦算法(SAFT-D)。根据缺陷端部和换能器之间的几何关系,建立了D扫描图像SAFT-D处理的数学模型,实现了D扫描图像的SAFT重建。试验结果表明,SAFT-D算法有效地提高了图像的分辨率,增强了缺陷识别的能力,能够准确地定位和定量工件中的缺陷。

基于等声程聚焦算法的超声相控阵检测技术

超声相控阵技术通过对超声阵列换能器各阵元进行相位控制,能获得灵活可控的合成波束,进行动态聚焦、成像检测,能够提高检测灵敏度、分辨力和信噪比。在研究超声相控阵换能器声场的偏转和聚焦特性基础上,基于ASTM推荐试块与试验标准E 2491-06,设计了等声程聚焦模型,并给出了扇形偏转非聚焦以及扇形偏转等声程聚焦的检测成像结果。试验结果表明,等声程聚焦算法有效地检出了材料中的缺陷,具有很好的分辨率和信噪比,能够比较真实地反映材料内部缺陷的相对位置和大小。

曲轴R角缺陷的超声相控阵快速检测

为了实现发动机曲轴R角部位的快速扫查检测,在CTS-PA22A型超声相控阵检测仪上,开发了具有曲轴R角部位3D声束仿真模型的曲轴检测专用模块,并在曲轴R角部位设置了切槽和通孔人工缺陷。超声相控阵检测结果表明,采用具有专用曲轴模块的相控阵扇形扫描检测方式,可以实现对曲轴R角缺陷的快速有效检测,同时结合曲轴R角部位3D仿真模型,可实现曲轴R角缺陷的精确定位。

对接焊缝中裂纹缺陷的横波全聚焦超声检测

提出了一种相控阵横波全聚焦实时超声成像的方法,用于检测并图像化重构钢板对接焊缝中具有不同走向的裂纹缺陷。根据费马最小时间原理,即声波在不同介质中的两点之间传播的情况下,折射路径的声波传播时间最短的原理,提出了一种快速搜索声波折射路径的方法。根据声波在工件中的传播路径以及裂纹延伸方向,建立了一种有效提取裂纹的回波信息并重构裂纹缺陷的计算模型。实验结果表明,该方法能够有效地提取裂纹缺陷的有用信息,图像化重构出具有不同方向的裂纹缺陷,还原裂纹缺陷的真实形状,并能够准确地对裂纹进行定性和定量分析。

基于相控阵全矩阵采集的全聚焦技术应用研究

相控阵全聚焦(TFM)技术实质上是基于相控阵全矩阵采集(FMC)的图像后处理全息重构技术。介绍了相控阵一维线阵探头的TFM技术原理。给出了TFM技术的纵、横波成像检测算法模型以及算法计算公式。编写了TFM算法的VC程序,设计了TFM技术纵波检测ASTM推荐B型相控阵试块通孔,横波检测对接平板焊缝未熔合缺陷的实例。实验结果表明,基于正确的检测算法模型,TFM技术能够极大地提升缺陷检测的图像重构效果,真实地还原缺陷本身的物理特征。

铜铝焊接结合面的相控阵超声检测应用

将相控阵超声应用于铜和铝焊接结合面的检测。通过异种介质声阻抗计算公式得出粘和完好状态时的界面声压反射率并且与相控阵检测完好结合面时的线扫图像和A扫波形进行分析,将实际检测结果与理论计算进行了验证。本文详细介绍了相控阵超声在铜和铝焊接结合面脱粘缺陷的检测应用实例,得出了脱粘和未脱粘情况下的相控阵图像的辨别方法,通过相控阵线扫图像和A扫波形同时显示为分析铜和铝焊接结合面脱粘缺陷提供很大的便利性。