钢轨非接触式无损检测技术数值模拟研究

文中针对现有钢轨检测技术不足的问题,提出了基于空气耦合导波的钢轨非接触式无损检测方法,建立了可模拟空气耦合导波激励与接收全过程的声固耦合仿真模型,并基于声学理论对仿真模型进行了验证。首先,通过该数值模型模拟分析了轨底不同损伤程度对接收导波信号的影响;然后,考虑空气耦合导波受高强度随机白噪声的影响,提出了基于激励信号中心频率小波系数的损伤评估方法。结果表明:根据Snell定律及声学理论,钢轨空气耦合导波检测的最优激励角与接收角为6.6°;钢轨空气耦合接收导波具有波形稳定、能量集中及抗干扰能力强的特点;无论损伤程度大小及所处空间位置如何,接收到声压时域信号波包中心到达时间均基本一致;不同损伤程度对应损伤指数范围有明显差异;基于激励信号中心频率的小波系数法简单可行,准确度高,适用于已知窄带导波信号的损伤信息提取,在接收信号受噪声污染严重的情况下仍能够有效识别出钢轨损伤;基于空气耦合导波进行钢轨损伤识别具有可行性。

激光-EMAT法非接触式无损检测金属内部缺陷研究

为了实现金属材料内部缺陷的非接触式无损检测,采用激光-电磁超声方法进行了理论分析和实验验证研究,取得了钢坯试样中深度为40mm、尺寸为3mm×30mm孔洞人工伤的检测数据,检测结果与实际孔洞位置之间的测量误差约为5%。结果表明,激光-电磁超声技术适用于金属材料内部缺陷的非接触式无损检测。

非接触式无损检测技术在复合材料中的应用

基于空气耦合超声检测、红外热成像检测和电子剪切散斑干涉3种非接触式无损检测技术的原理分析,开展蜂窝夹芯复合材料、泡沫夹芯复合材料、红木、碳纤维/玻璃纤维增强树脂复合材料对比试块试验研究,结果表明:3种技术具有各自的适应性,且都具有非接触式、检测速度快等特点,其中空气耦合超声检测技术在保证能穿透工件且良好的信噪比的情况下,能检测不同深度位置的缺陷,检测结果不受缺陷位置、形状的限制;红外热成像检测技术和电子剪切散斑干涉技术只对复合材料表面层和近表面层具有良好的检测效果,且电子剪切散斑干涉技术在检测过程还能实时观测缺陷动态变化情况以及材料结构的分布情况。

Therma—Wave：流程控制、非接触式无损检测独树一格

Therma—Wave(美国光瑟半导体)是一家强调半导体生产“流程控制测量系统”之开发、生产、销售和服务的公司。所谓流程控制，指的是用于监测流程参数，以改善半导体生产设备性能、保持较高总体产量、缩小电路要素的规模，并在每一个技术环节检定新的材料薄膜堆栈(film stack)和提高设备的生产能力。

无损检测在外穿式涡流传感器中的应用

对丝状材料表面裂纹的无损检测,是评价其工作平稳性和安全性的一种重要方式。文章主要将外穿式涡流传感器结构进行优化,并对实际检测中出现的钢丝裂纹缺陷进行了阐述,使用了一种基于外穿式的非接触无损检测方式。通过实验对比并结合comsol建模仿真,将限元仿真分析与实际结合,得出最佳探头模型设计方案。提高了对微裂纹损伤的敏感度及空间分辨率,使钢丝在满足安全工作条件下尽可能延长使用寿命。

钢轨表面裂纹涡流检测定量评估方法

采用ANSYS软件,针对1块表面有长9.0 mm、宽0.2 mm、深度分别为0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.0和5.0mm裂纹的钢板建立涡流检测模型,仿真计算表面裂纹深度与磁感应强度的关系,得到近似服从指数关系的拟合曲线。在实验室制作钢轨表面裂纹试块,钢轨表面垂直裂纹试块的裂纹深度分别为0.5,1.0,2.0和5.0mm,钢轨表面斜裂纹试块的等效垂直深度分别为1.0和2.0mm且倾角分别为15°,30°,45°和60°;按照指数关系对试块表面裂纹深度与涡流检测信号电压幅值的关系进行拟合,得到可靠度高的指数函数式。截取1段表面带有自然裂纹的钢轨进行涡流检测试验,再利用拟合得到的指数函数式计算钢轨表面裂纹的深度,并与实际测量结果进行对比。结果表明:利用拟合的指数函数式评估深度约为2mm以内的钢轨表面裂纹时,表面裂纹深度的计算误差不超过10%,但是随后误差越来越大,因此采用涡流检测方法能够对2mm以内深度的钢轨表面裂纹进行有效检测及定量评估。

基于电磁波衰减和相移特性的籽棉回潮率检测方法分析

根据电磁波在不同回潮率的籽棉中传播特点,提出了通过检测电磁波在籽棉传播过程中的衰减和相移变化来检测籽棉回潮率的方法,建立了籽棉回潮率与电磁波衰减和相移变化之间的数学模型。通过该模型实现了对籽棉回潮率的无损非接触式动态实时测量,克服了传统方法测试周期长、准确率低等缺陷,同时提高了籽棉收购过程中其回潮率检测效率。

非接触空气耦合超声检测原理及应用研究

为解决液态、半液态耦合剂作为传播介质导致某些材料不能进行超声无损检测与评价的问题,研制了一种非接触空气耦合式超声波检测系统。该系统由高功率超声波发射接收器、高灵敏度空气耦合传感器和高信噪比的带通外置放大器三个部分组成。通过对CFRP复合材料人工模拟空气层缺陷的检测验证表明,该系统可以完成缺陷大小、位置的识别,最小缺陷分辨直径为1mm。