基于导波反射系数的管道缺陷周向定位研究

使用L(0,2)模态导波结合反射回波系数实现对管道裂纹缺陷的快速、准确定位。建立管道导波检测系统,激励L(0,2)模态导波,并采集管道裂纹缺陷的检测信号,编写MATLAB程序提取检测信号中裂纹处的反射回波系数,绘制裂纹周向反射回波系数曲线。结果表明:裂纹周向反射回波系数曲线呈现出不规则的环状,且在与裂纹周向相位相同的位置,反射回波系数明显最大。通过裂纹周向反射回波系数曲线较好地实现了周向定位。

匹配层厚度对弛豫单晶换能器性能的影响

针对改进匹配层厚度以提高弛豫单晶换能器性能的问题,文中通过理论和试验研究了匹配层厚度对弛豫单晶性能的影响。根据声波的反射和折射规律,分析了匹配层声阻抗和厚度变化和声强透射率的关系。建立导波检测试验系统,以不同厚度的刚玉作为匹配层进行试验,刚玉通过环氧树脂胶水粘贴在驰豫单晶负极,并使用502胶水与管道连接,采用压电陶瓷片激励超声导波,驰豫单晶接收回波信号。理论分析表明,声强透射率随匹配层声阻抗的增大而增大,随匹配层厚度增大而呈周期性变化。在匹配层厚度较小(<1 mm),声阻抗>5×106Pa·s/m时,匹配层材料和厚度对声强透射率的影响较小。试验结果表明,在低频区,匹配层厚度的增加有益于回波系数的提高;在高频区,回波系数随匹配层的增大而先增大后减小。

刀型Terfenol-D传感器激励线圈对激励效果的影响

针对Terfenol-D传感器能够适用于管道任意表面检测问题,文中设计了一种刀型结构Terfenol-D传感器来实现与管道任意表面耦合。运用传输线法研究刀型结构Terfenol-D传感器的激励线圈参数对激励效果的影响。建立管道导波检测试验系统,分别采集线径为0.1~0.3 mm和线圈匝数为60~240匝多组检测信号样本,从信号样本中提取第一条焊缝的回波系数并绘制不同的图形进行分析。试验结果表明,回波系数随着线圈匝数的增加而增大;回波系数随着线径的增加呈现先增大后减小的趋势;该结构的最佳激励线圈参数为线圈匝数为180匝,线径为0.15 mm。

一种网格概率多目标数据关联算法

针对多目标跟踪中数据关联问题,提出了一种基于网格概率的数据关联算法。该算法首先计算出关联门内全部回波的关联系数,然后利用网格概率的思想将关联系数小的有效回波的系数值配权给其它有效回波,同时对于两跟踪波门交叉区域内的有效回波也使用配权法分别分配给两个跟踪波门内的其它邻近回波,最后通过概率加权进行数据关联。仿真结果表明,该算法能够有效解决多目标跟踪中的数据关联问题,并且有较高的关联正确率,而且CPU占用时间较短。

界面因素对机械结合面超声传播的影响

利用超声脉冲回波法可以测量机械结合面间的压力分布,但是其测量精度受界面接触条件的影响,如压力加载历史、表面粗糙度、接触介质等。根据超声在接触界面的传播机制,分析得到接触界面回波能量系数与界面接触压力之间的关系模型;搭建室内超声检测系统,加工不同粗糙度的接触表面,准备不同的润滑介质,对不同接触条件的试件进行压力加载试验,得到结合面回波能量系数随压力变化的曲线。结果表明:首次加载过程所得曲线明显区别于后几次加载,随循环次数的增加,所得曲线逐渐趋于重合;相同接触压力下,接触表面粗糙度越大,回波能量系数越大;相同接触压力下,接触介质的物质属性不同以及与不同粗糙度的表面相互作用时,回波能量系数有所不同。研究表明,载荷加载历史、接触表面形貌及接触介质都是影响超声在接触界面传播的主要因素,研究结果对结合面接触应力分布的准确测量具有参考价值。