基于超声平面波成像的钢轨螺孔裂纹检测方法研究

轨道交通在当今社会生产活动中发挥着重要作用。目前在役钢轨大量采用鱼尾板和螺栓联接的方式铺设。钢轨接头在服役过程中会频繁受到冲击载荷作用,容易诱发螺孔裂纹损伤。尽早发现螺孔裂纹,并对裂纹进行定量测量,是保障铁路运输安全,避免发生严重事故的关键。超声相控阵成像检测方法具有精度高、环境适应性强、实施方便的优点,在钢轨在役无损检测中得到了广泛的应用。然而,传统相控阵斜入射扇扫成像方法受裂纹倾斜角度的影响,在工业实践中依赖工人的主观判断和分析能力,难以实现检测的定量化与标准化。基于以上背景,本文提出了一种基于超声平面波全聚焦成像的钢轨螺孔裂纹检测方法。使用复合平面波成像方法对钢轨内部螺孔及附近区域进行高精度重建,获得裂纹伤损的初步检测图像。基于编码器信息,将多个扫查点上的初步检测图像融合,得到合成检测图像,从而覆盖不同倾斜角度的裂纹。基于主成分分析方法,对裂纹倾斜角度进行定量分析,进而借助方向最大强度投影方法,得到裂纹长度的定量检测结果。所述方法在钢轨螺孔裂纹试件检测试验中实现了对[-45°,45°]范围内裂纹的100%检出率;裂纹定位误差最大值为1.47 mm,接近1个波长;长度检测误差最大值1.17 mm,小于1个波长;裂纹角度检测误差最大5.01°。所述方法需要的设备结构简单,可集成于移动式钢轨巡检设备,具备自动化实施的能力。

基于高分辨超声成像平台的无创血管力学及动力学特性分析研究报告

该研究提出了一种可同时无创测量颈动脉壁力学特性、血管壁剪切率的变化以及脉搏波在局部短距离血管片段上传播速度的超声定量成像和评价方法。为了提高超声成像的分辨性能,同时补偿由于入射角度不同造成的血管侧壁灰度的非均匀性,在应变估计之前首先对超声图像进行了高分辨图像重建与灰度非均匀性的校正。在相同的成像平面下,保持声束与血流的夹角呈90°,血流速度与剪切率沿管径的分布可由沿血管直径方向采集的若干个位置处的横向多普勒信号重建得到。最后,使用超快速平面波成像技术结合射频互相关算法可获取沿38 mm血管片段的膨胀波群及脉搏波传播速度。目前临床动脉粥样硬化病人的在体实验已证实了该方法在斑块早期诊断中的有效性,因此该研究提出的超声定量成像和评价方法有望成为一种颈动脉粥样硬化斑块普查的新手段。