基于永磁扰动探头阵列的钢管端部自动探伤方法与装备

提出了一种利用永磁扰动探头阵列对钢管端部进行自动探伤的新方法。分析并给出了探头与钢管的相对运动方案,以使钢管纵、横向伤检测具有一致性。通过组建实验装置对该方法进行验证。设计了自动跟踪钢管端部跳动的永磁扰动探头阵列,开发出基于永磁扰动探头阵列的钢管端部自动探伤机,并给出了钢管端部检测过程的工艺要求。利用这种检测方法可以较大程度地减少钢管端部的检测盲区,钢管内外壁探头独立,可以区分内外伤。

基于STM32的多通道探头阵列低频电磁检测系统研究

针对多通道探头阵列低频电磁检测系统进行研究,阐述了低频电磁技术检测机理和组成结构,提出采用多通道感应式磁传感器检测线圈阵列作为缺陷信号有效拾取介质,并基于STM32控制器完成多通道阵列励磁探头、激励电路、信号调理采样电路及存储读取一体化电路模块的系统化设计。实验结果表明,该系统运行稳定,可有效规避外部杂散磁场干扰,并实时输出当前检测位置缺陷信息(幅值、相位),为低频电磁无损检测技术的进一步发展提供了优良的实验基础。

超声波探头阵列自动探伤系统设计

描述了由计算机控制探头阵列电扫描对列车轮对探伤工作模式，以取代机械扫描方式。电扫描工作方式可简化机械结构以及减轻探头的机械磨损，尤其是计算机对探伤波形处理和工件缺陷的定位和定性是非常方便的，本文给出了系统结构和程序框图。

核管道流量测量超声阵列位置优化研究

随着国内在核领域的不断发展,核管道冷却剂流量测量的精度要求也在不断提高。在超声流量测量时差法和径向基函数与奇异值分解的重建算法(RBF-SVD)应用背景下,为进一步提高管道流量测量的精度,实验结果表明,相对于初始均匀安装方式,优化后的超声探头位置可以在流速场重建的流速均方根误差减小了1.02%,平均流速误差减小了0.14%,证明此项技术具有较好的工程应用背景。

基于双切向涡流的阵列探头设计及仿真

承压类特种设备在石油化工等行业应用广泛,然而,出于防腐等需要,承压设备外常涂有涂层,给检测带来了难度。针对涡流检测技术在带涂层检测中的应用,提出了一种基于双切向涡流的阵列探头,并对其阵列单元的性能和阵列探头的整体结构进行分析和设计。理论分析表明,所提出的阵列单元可消除激励线圈到接收线圈直接耦合信号的影响,同时,该探头能够同时实现对不同长度和不同角度裂纹的定量分析,进而提高裂纹的检测精度。此外,为减小提离效应对检测结果的影响,设计了带有弹簧的阵列探头结构,弹簧始终处于压缩状态,以保证在检测过程中探头的提离最小,该研究可为带涂层设备的检测提供一定技术支持。

基于柔性阵列探头的铸铝金具相控阵超声检测技术研究

针对铸铝金具结构的复杂化,传统无损检测技术已不能满足不规则形状铸铝金具现场快速检测的需求,提出一种基于柔性阵列探头的相控阵超声检测方法。首先给出用于柔性阵列探头的相控阵超声动态聚焦算法,分析CIVA无损仿真平台的基础仿真理论;其次基于CIVA无损仿真平台验证动态聚焦算法实现声束的偏转与聚焦,并通过仿真对柔性相控阵超声探头进行参数优化;最后通过对典型铸铝金具进行检测,验证方法的有效性和可行性。结果表明,对于不规则形状的铸铝金具,基于柔性阵列探头的相控阵超声检测可满足其出厂检测和现场在役快速检测的需求。

双晶面阵列探头辐射声场特性仿真与分析

双晶面阵列探头是解决奥氏体不锈钢焊缝等粗晶材料超声检测的主要技术手段,但目前其声场特性研究方面的公开文献较少。基于CIVA软件平台,开展典型双晶面阵列探头的声场特征仿真研究,分析了不同聚焦法则下双晶探头的声场分布、焦距尺寸特征。该研究工作可为基于双晶面阵列探头的相控阵超声检测工艺的制定提供参考。

阵列涡流探头在钢管探伤中的实验研究

简要介绍了新型阵列涡流探头的工作原理、特点及用于钢管涡流探伤中的实验研究。

混凝土结构超声阵列探头成像算法研究

目前对混凝土结构进行超声检测常采用双探头方式,检测效率很低。提出了一种超声阵列探头成像方法来提高检测效率,这种方法充分利用阵列中相隔探头间形成的扫描信号,最大限度增加阵列数据融合处理的有效数组维数,根据线型阵列的结构特点,结合合成孔径聚焦算法,配合有效的信号处理方法滤除结构噪声,能对混凝土结构实现有效探测。数值仿真结果表明,此方法不仅能提高检测效率,且能对检测目标实现有效聚焦和准确定位。

高分辨率交流电磁场阵列检测探头设计与测试

针对现有交流电磁场阵列检测探头传感器间距较大,导致测得的磁场图像空间分辨率低,无法精准还原缺陷形貌的不足,设计一种基于高分辨率隧道磁阻(TMR)传感器阵列的检测探头并搭建试验系统;通过有限元软件Comsol建立交流电磁场仿真模型,分析不同类型缺陷周围的感应电磁场畸变规律,探究缺陷表面轮廓与磁场图像之间的关系;设计间距为1 mm的高分辨率TMR传感器阵列,通过仿真对匀强电流场的范围进行分析,设计多路复用模块对传感器阵列输出的信号进行预处理,设计检测探头结构,开发测试系统,进行缺陷检测试验。结果表明:Bz(垂直于试块方向磁场)图像包含有缺陷的端点位置信息,Bx(平行于探头扫查方向磁场)图像可以反映缺陷的边缘信息;交流电磁场阵列检测探头可获取缺陷周围畸变的高分辨率磁场图像,测得的磁场图像可以对缺陷表面轮廓进行反演及精准评估。

涡流阵列探头在高压涡轮叶片原位检测中的应用

针对某发动机高压涡轮叶片的结构与裂纹特点,特别是考虑了裂纹产生的特殊部位及叶片形状对涡流场耦合的影响,提出了高压涡轮叶片原位涡流阵列检测技术。为保证原位涡流检测的可靠性,设计了专用的涡流阵列探头,同时根据检查孔与叶片的空间位置关系制作了特殊工装,解决了高压涡轮叶片的原位检测难题。

压电超声内检测器探头阵列的声场瞬时特性

为探究压电超声内检测器探头阵列声场的瞬时特性,采用COMSOL Multiphysics软件建立了探头阵列在管道中的有限元模型,基于自研压电超声内检测器试验测试条件,验证了有限元模型的正确性。分别研究单探头与双探头工作状态下阵列声场的瞬时特性,得到了两种工作状态下声场中各点的声压变化规律。结果表明:回波信号对相邻探头信号接收的影响较小;相邻双探头同时工作时,声压叠加区域远离探头表面,对相邻探头信号接收的影响也易消除。该模型可以确定管道中探头阵列在给定工况下的总声场,为压电超声内检测器的设计提供理论依据。

基于小型阵列探头的声波分离方法研究

声级计等现有的声压在线测量工具并不能够抑制干扰噪声对测量精度的影响,针对这一问题提出了一种基于小型阵列探头的声波分离方法,该方法以球波函数叠加逼近理论作为分离算法的基础,可应用于噪声环境下目标对象辐射声压的简易快速准确测量。为验证该方法的可行性,设计了一个由5只传声器组成的小型立体阵列探头,在含有干扰声源的声场中,通过对探头所测得的复声压信号进行声波分离算法处理,便可将测量对象辐射的声波从存在干扰声波的声场中分离开来。数值仿真及实验结果表明,通过该方法可以简易快速地得到较好的声波分离效果。

脉冲涡流阵列探头与铝合金缺陷定量检测

针对航空铝合金试件体积较大的问题,建立了阵列式脉冲涡流探头有限元仿真模型,根据脉冲涡流趋肤效应及能量分布原理,设计了MAX038仿真模型产生激励信号并加载于阵列线圈上,通过优化线圈参数实现了试件缺陷的定量检测。结果表明,仿真模型激励信号加载于线圈上生成的磁场分布,与模拟激励相似但更接近实际情况。优化后的线圈提高了缺陷识别灵敏度和分辨率,在缺陷检测中表面缺陷宽度与特征信号峰值成正比,缺陷深度与特征信号峰值成指数关系。

基于磁力传动式阵列涡流探头的管道缺陷检测

涡流无损检测方法是一种基于电磁感应现象对金属结构进行缺陷检测的有效方法,其具有检测能力强、非接触、扫描速度快等优点。但是,对于长输金属管道结构,当探头位于管道内部时,如何实现探头的扫描是缺陷检测的关键问题。针对这一问题,该文提出并设计一种磁力传动式阵列涡流探头,用于检测长输管道结构的内壁缺陷。该探头由位于管外带永磁体的激励装置和位于管内带永磁体的检出装置组成,是一种分离式结构,两个装置可在磁力作用下同时沿着管道内外移动。在此基础上,通过数值模拟和实验验证了该分离式探头的优点,即与传统的反射式探头相比,管道内壁缺陷的检测信号具有不饱和性。同时,该探头的检出装置设计为阵列结构,能够显著提高管道缺陷检测的灵敏度和效率。最后,将所提出的磁力传动式阵列涡流探头应用于含内壁裂纹铝管的缺陷检测,通过实验验证了这种探头对管道内壁缺陷扫查检测的有效性及优势。

阵列探头在传热管管板区涡流检测中的应用

传统上采用Bobbin探头进行凝汽器传热管涡流检测时存在管板盲区问题。基于传热管管板区涡流检测需求,研究了CXB型阵列探头在此领域的应用。通过设计制作凝汽器模拟管板,开展了试验研究。试验发现,CXB探头能够有效解决涡流检测中Bobbin探头在传热管管板区存在的盲区问题。同时,试验解决了CXB探头对于缺陷的定量评定难题。最后给出了现场检测中的实际应用结果。

基于阵列探头的PFA管超声导波流量测量

PFA管材耐腐蚀性好、性能稳定,被广泛应用在半导体等行业的药液运输中,为精确控制药液的用时和用量,需要研究小管径PFA管的非接触式流量测量方法。本文使用超声阵列外卡探头在PFA细管上激励超声导波,并利用导波测量流量。首先比较超声斜探头模态选择和阵列探头模态选择原理的不同,说明阵列探头的频率选择特性,进而设计阵列探头阵元宽度、厚度并制作了三种间距的阵列探头,通过频率扫描得到阵列探头的激励接收特性,比较分析了阵列探头的模态选择效果,并进行了流量测量实验。结果表明阵列探头可增强接收信号强度,提高测量灵敏度,改变阵列间距可以选择不同导波模态,在3 mm PFA管上选择L(0,5)导波模态时流速范围0~6.70 m/s内的测量结果误差限为±0.22 m/s。

涡流阵列探头技术在螺栓探伤中的应用

采用实验型和数值型相结合的方法,确定了涡流阵列式探头的参数,实现了对螺栓头杆结合部周向裂纹快速、准确地检测。解决了传统涡流检测方法对螺栓头杆结合部周向裂纹误检率高的问题。相比于涡流单探头,涡流阵列式探头使用寿命更长,机械设计也更为简单。

蒸汽发生器传热管旋转探头与阵列探头涡流检测技术对比

造成压水堆核电站蒸汽发生器降质的主要原因有晶间腐蚀、应力腐蚀裂纹、减薄、凹痕、机械磨损、疲劳等。为了可靠地检测出传热管的运行缺陷,分析了旋转探头与阵列探头的特性,对两种探头的缺陷识别以及检测能力进行了比较试验,确定了传热管涡流检测中使用旋转探头及阵列探头的技术特点。

高分辨率TMR传感器阵列磁场成像涡流检测探头

提出了一种基于高分辨率隧道效应磁阻(TMR)传感器阵列和双排圆形三相激励线圈磁场成像的新型涡流检测探头。由相位相差120°的三相电流激励的线圈在空间上交替排列,因此对应感应涡流在导电样品中交替变化,从而宏观上产生在空间移动的涡流和磁场。TMR阵列可对磁场成像检测出样品中存在的缺陷。TMR传感器阵列含64个传感器,测得的磁场图像具有0.5 mm的空间分辨率。基于压缩磁矢势方程,建立三维有限元仿真模型来研究该阵列探头的工作原理,并仿真预测该探头对不同方向和尺寸缺陷的检测图像;还制作了一个探头样机,用来检测含有人工缺陷的铝样品。结果表明该探头能有效检出不同方向的缺陷和尺寸为1 mm×0.2 mm×1 mm深的微小缺陷。