复合绝缘子内部缺陷超声全聚焦检测仿真及实验研究

针对复合绝缘子高声衰减性导致的内部缺陷超声检测定位定量差的问题,采用全聚焦方法(TTFM)改善检测质量。基于k-Wave工具箱开展复合绝缘子内部缺陷超声全聚焦检测仿真研究,讨论频率、相控阵阵元数、缺陷尺寸等因素对检测结果的影响并开展检测实验。结果表明,采用全聚焦方法检测复合绝缘子内部缺陷的效果良好。频率对检测结果的影响较大,选择较大频率时超声波的穿透力减弱,超声波在复合绝缘子中的衰减系数增加;选择较小频率时探头检测分辨力降低,影响缺陷的定量,所以在检测复合绝缘子时应选用合适的频率,选用的4种不同频率中2.5 MHz频率的成像效果综合最佳。阵元数和缺陷尺寸对检测结果影响较小,在实际检测中应根据实际工程需要选择合适的阵元数。研究结果为超声全聚焦方法检测复合绝缘子内部缺陷提供了理论依据。

X射线光声成像的信号检测与仿真

通过理论仿真和实验检测结果,分析由医用直线加速器产生的X射线照射铅块所产生的光声信号特性.使用光电二极管搭建一个光电检测电路,检测到医用直线加速器所产生的脉冲X射线的光脉冲宽度约为4μs.采用K-wave工具包仿真分析脉冲宽度为几个微秒的光脉冲所产生的光声信号.搭建了一个光声信号检测系统,对比分析分别使用Olypus V301商用探头与自制的PZT-4陶瓷换能器时的检测性能.结果表明,两款探头都检测到了光声信号,V301商用探头检测结果与理论仿真波形一致性较好,但信噪比低,而本研究设计的PZT-4检测灵敏度高,但检测到的信号波形与理论仿真结果偏差较大.两款探头在检测脉冲宽度为4μs的X射线脉冲所产生的声信号时都存在不足,为更好的检测该光声信号,需设计一款中心频率在70 kHz附近、带宽较宽、检测灵敏度较高的探头.