基于CiteSpace的内表面缺陷检测研究进展与趋势

为分析内表面缺陷检测的发展历程、趋势和研究动态，通过对WoS和CNKI数据库中该领域相关文献的检索，共搜集相关文献英文4 708篇，中文818篇，利用可视化分析软件CiteSpace对文献数据开展共现分析、聚类分析等知识图谱研究，分析内表面缺陷检测领域在国家、机构及研究人员层面的分布现状及合作情况，梳理研究热点和前沿趋势。研究发现内表面缺陷检测研究具有明显的多学科交叉属性，主要涉及分析化学、材料科学、光谱学、仪器仪表、机械工程和计算机等学科。近几年WoS数据库相关主题收录文献年增长率超过10%, CNKI年增长率超过20%,中美两国为本领域研究最为活跃的国家，两国发文量约占总发文量的40%,中国学者在无损检测、图像处理等领域的研究明显落后于国外学者，但在机器视觉和深度学习领域实现赶超。按照研究路线可将相关研究分为基于声光电热磁的检测和基于视觉成像的检测两类，其中前者包括采用不同技术手段获取光谱、超声和电磁图像并借助图像处理技术实现缺陷检测，而后者主要基于视觉图像进行缺陷识别和分类，目前已成为该领域主要的研究热点。内表面缺陷检测发展历程分为缺陷识别、缺陷分类、缺陷分析三个阶段，2000年...     

细管道内表面光电检测方法研究

管道是气体和液体传输的重要手段,管道内表面的检测对于工业和国防中管道泄漏事故的预防,减少环境污染和经济损失非常重要。随着电子和半导体技术的发展,光电器件逐步趋于小型化。介绍了基于激光阵列、PSD光电检测、光环截面以及结构光检测等光电检测方法的测量原理和系统构成,并在此基础上对不同光电检测方法的优缺点进行了分析和比较。分析结果表明：光电检测技术适用于管道内表面检测;并朝着快速识别缺陷、管道内表面瑕疵的精确三维测量以及三维图像直观显示管壁缺陷的方向发展。     

一种基于圆内接直角三角形的圆检测方法

提出一种基于圆内接直角三角形的圆检测方法.创建基于有效像素位置的数组存储空间,将图像空间的搜索任务转移到压缩的数组空间中完成,配以特定的搜索算法,降低了该方法复杂度.在存储空间中分级别搜索直角三角形,将圆参量的求解转化为三角形参量的计算,避免了反复的平方、开方运算,减少了运算时间.在结果计算过程中,将单个直角三角形求解结果进行聚合,最终得到合理全局解.合成图以及实际图像的实验结果表明,该方法用于一般图像的圆检测时,具有独特的抑制噪声以及非圆上边缘点干扰的优势,实验快速、可靠,具有可重复性,检测精度小于1 pixel.     

钢管直线度的机器视觉测量系统设计

针对钢管在空间方向直线度的测量,采用机器视觉方法,通过获取钢管上下边缘图像,求得钢管中心轴线坐标,评定直线度误差.在整体设计过程中,照明系统采用背光照明方式和平行光管光源,采用双高斯结构设计了光学成像系统基本结构,并用Zemax对成像系统进行了优化设计和像质分析.根据钢管边缘图像的特征,采用了一种新方法——相邻行灰度差...     

一种轴套类零件尺寸高精度图像检测方法的研究

在采用图像检测技术对轴套类零件尺寸进行高精度检测中，提出了一种高精度零件尺寸图像检测方法，在获取零件图像后，采用Prewitt算子完成对图像边缘的初步定位，在此基础上，通过对图像边缘灰度变化的离散值作最小二乘曲线拟合，并对该拟合曲线求极值，得到边缘位置；为了减少干扰对测量值的影响，采用误差数据处理方法筛选出有一定精度的检测数据，然后对这些检测数据求平均值，获得精确的边缘位置，由此计算出精确的零件尺寸。实验表明，该方法能有效地提高检测精度，在检测分辨率为1000DPI情况下，检测精度可达到13μm。     

一种新颖的虹膜轮廓提取方法

传统的虹膜定位方法是在人眼图像上把虹膜轮廓当作理想圆来提取.针对虹膜内边界不是理想圆,外边界边缘模糊等问题,提出一种新的虹膜轮廓提取方法.先利用极坐标变换将包含全部虹膜区域的某个范围展开成矩形形状,然后在此矩形区域上根据灰度的阶跃进行虹膜真实内边界的查找,最后在矩形区域上利用直线定位虹膜外边界代替在人眼图像上利用圆定位外边界.该方法不仅解决了内边界不是理想圆造成的瞳孔遗留或纹理损失问题,而且以点、线检测代替圆检测显著降低了虹膜定位时间.通过对CASIA-IrisV3虹膜图像库进行定位测试结果表明,该方法平均定位时间0.172 s,定位准确率99.35%.     

一种汽车锁扣铆点的视觉检测方法

汽车锁扣是保证汽车安全运行的重要部件,针对传统方法测量锁扣铆点不稳定、精度低的缺点,提出了一种基于机器视觉的检测方法;首先进行相机标定,通过预处理消除拍摄影响,接着提取锁扣的几何特征以建立测量坐标系,并对其进行仿射变换以消除图像几何失真;然后标定铆点所在区域,设置ROI(regions of interest)使铆点从检测背景中分离出来成为一个独立的图像单元,对其进行梯度锐化以增强图像边缘,并依据ROI自身特点对传统锐化方法进行了改进;最后,采用随机Hough变换分别提取改进前后图像铆点的轮廓,测量铆点直径并进行对比;实验表明,改进后图像铆点直径的测量值更加准确,精度达到0.035 mm,满足检测要求。该方法适用于铆点在线高精度检测,具有重要的应用价值。     

基于45°反射导光镜的圆孔内壁图像检测方法研究

圆孔工件广泛应用于航空航天等精密制造领域,快速准确地对圆孔内壁图像进行检测是保证工件质量的重要手段。介绍了一种基于45°反射导光镜的圆孔工件内壁图像检测方法,该方法通过将反射镜伸入工件内部获取内壁局部图像,采用连续旋转工件与图像拼接方式获得内壁的完整图像。针对4.5 mm内径的工件设计并制作了一种45°反射镜,理论分析了有效成像区域以及平移和倾斜误差造成的影响。搭建了圆孔工件内壁检测装置,设计并制作了一种专用标定工件,实现了检测装置像素当量的标定。实验结果表明,检测装置的系统像素当量约为5 μm,测量相对误差小于3.5%。单幅图像的有效成像区域得到明显提高,通过拼接方法获得了工件内壁的完整图像。     

基于遮挡图像多尺度重建的表面缺陷检测

遮挡图像重建是无监督异常检测的主要方法之一，通过生成式模型对遮挡后的图像重建，根据重建差异来估计图像区域的异常分数，高异常分数区域即为缺陷区域。然而，现有方法仅采用若干个尺度相互独立的遮挡策略，使得模型缺乏对非规则遮挡图像的重建能力；在重建过程中图像缺失部分与完整部分的全局依赖性未被充分考虑。针对上述问题，提出多尺度网格的遮挡策略，并采用自注意力机制增强自编码器重建过程中对全局依赖性的刻画。实验结果验证了所提方法的有效性，与其他方法相比获得了更优的表面缺陷检测性能。     

核电堆内构件围板螺栓超声检测优化有限元仿真研究

围板螺栓是核电堆内构件的关键紧固部件,典型的围板螺栓主要为外六角形式。在长期辐照和震动等恶劣环境服役过程中,其断裂韧性下降,脆性增加,最终导致螺栓退化开裂或断裂脱落,需要对其进行定期无损检测。然而由于其结构的复杂性,现有超声检测方法仍难以对其进行有效检测。为进一步提高超声检测方法对于围板螺栓内部缺陷的检测能力,针对堆内构件围板螺栓典型缺陷失效形式,通过有限元数值仿真技术开展适用于围板螺栓不同区域(螺栓过渡区域、螺杆区域和螺纹区域)的超声检测方法和工艺研究,对超声探头激励频率、晶片尺寸及超声波入射角度等进行优化,实现对不同区域15%缺陷横截面积占比的检测目标。为研发具有高度匹配性和高灵敏度的堆内构件围板螺栓超声传感器、实现对围板螺栓敏感区域的高精度检测提供理论指导。     

任意边界的Stokes内流问题的数值计算

本文采用一种格林函数方法^[1],研究了包括任意形状的外边界和流场中任意形状的物体的Stokes内流问题。将方程化成边界积分,从而降低一个维度。数值地求解边界面上的应力分量,再进一步算出流动区域的速度场和压力场,各种不同形状边界的算例,都得到了满意的结果。在处理任意边界内的任意形状物体的绕流时,本方法较其它方法有着明显的优点。     

管道内壁侵蚀形状识别的无网格法研究

本文使用直接配点无网格法结合共轭梯度法对管道内壁面侵蚀状况进行了反演识别。直接配点无网格法使用节点离散求解区域,采用移动最小二乘近似构造试函数,直接配点法构造线性方程组进行导热正问题求解;反演过程采用共轭梯度法使目标函数最小化,Akima三次样条插值将连续的几何边界反演问题转化为离散点几何位置的反演,并最终将这些离散点拟合成为光滑曲线。文中选择两个典型算例对数值方法进行验证,模拟结果表明使用直接配点无网格法结合共轭梯度法进行管道内壁几何边界识别具有较高精度。     

多孔材料内部结构的微CT扫描仪分析

本文介绍使用微CT扫描仪对样品进行扫描和图像重构的原理,以蛋糕为样品使用CT对多孔材料的内部结构进行研究,包括样品的孔隙率及其变化,水在大孔内的分布,空腔的三维重构图像和样品内部其它微细特征。结果表明, 浸水的样品在干燥后,骨架收缩,部分孔的尺寸明显增大,孔隙率增加,而没有浸水的蛋糕在干燥前后结构变化不大。文章表明,对于孔径大于几十微米的多孔性材料,使用文中的微CT扫描仪可以有效地对它们进行内部结构的研究。     

ON THE ACOUSTIC ABSORPTION OF MULTI-LAYER ABSORBERS WITH DIFFERENT INNER STRUCTURES

A rigorous finite element analysis procedure is developed to study the effect of the inner structures on the acoustic absorption of multi-layer absorbers. To do this, four types of basic inner structure compartments adopted in the multi-layer absorbers are selected for analysis. These compartments are composed of porous materials inlaid with perforated plates of various shapes, say, triangle, semicircle, convex rectangle and plate shapes. As it is different from the conventional finite element analysis for the acoustic system in the literature, the perforated plates are simulated by appropriate equivalent boundary conditions, depending on their thickness, hole radius, hole pitch and porosity and the air contained in the holes. A large number of total degrees of freedom generated from meshing the air in the holes of perforated plates are thus avoided. The results reveal that the inner structures of the multi-layer absorbers will influence the acoustic absorption at some frequency bands significantly. Based on those features, the multi-layer absorber with a novel inner structure is then designed and manufactured. Both the finite element and experimental results show that its acoustic absorption would be distinctly promoted.     

具有圆柱内导体的矩形及槽形线的工作特性

利用椭圆函数,可将具有圆柱中心内导的矩形传输线变换成外导体为圆柱面而内导体则近似地为圆柱面的同轴线,然后利用圆柱谐波的有限多项,选取各个谐波的值,以使外圆柱面上的边界条件得到满足,而内圆柱面上的边界条件则只在有限多个点上成立,即解决了具有中心内导体的矩形线的一个传输线问题。同样地,利用三角函数,即可处理具有中心内导体的槽形传输线:转换成为接地平面与平行放置的近似圆柱面的一个布置,然后利用双极坐标的变换,用有限多项的直角坐标谐波以解决此具有中心圆柱体的槽形线问题。当此槽形线底部与中心圆柱的轴线间的距离趋于无限大时,我们即得到人的所熟知的两平板间具有中心内导体的传输线的结果。     

分体空调室内机的双流体数值模拟

本文采用Navier-Stokes方程和标准k-ε两方程,对分体空调室内机(包括换热器和横流风机)整体系统,以水蒸汽和干空气两种气体为介质,进行了等温流动和实际工况流动的双流体三维数值模拟和研究.两种气体在叶轮的进口面上不均匀分布,叶轮轴向的压强和速度分布存在强度和位置的差异.采用密度干扰方法对水蒸汽的凝结参数近似处理,给出了水蒸汽体积分数和湍流强度在换热器域的分布、混合物温度分布等内流特性.与实验结果相比,双流体模拟的工作点外特性匹配较好.同时,对蜗舌间隙参数变化对性能的影响做了说明.     

光电窥膛自控系统

提出一种用于炮膛疵病损伤检测的光电窥膛自控系统。该系统由上位机和下位机子系统组成。上位机子系统为计算机主控单元 ,下位机子系统以单片机为核心。上、下位机子系统通过串行口进行通信 ,由上位机产生驱动摄像单元步进电机的控制信号 ,经过单片机处理 ,实现对步进电机的控制 ,从而使光电窥膛头完成前进、前进预置、后退、旋转、侧视特写、前视搜索等多种功能 ,并实现对膛内疵病的高精度测量和定位     

螺旋内肋管内对流换热的三维数值模拟

针对螺旋内肋管内壁面结构复杂的特点,发展了一种新的网格划分方法,采用结构化的六面体网格,提高计算精度的同时又可节省计算量。应用Fluent软件对螺旋内肋管内的湍流流动和换热进行了三维数值模拟,数值模拟结果与Jensen等人的实验数据吻合良好。在其他参数相同的条件下对矩形、三角形、半圆形三种顶端外形轮廓的肋片性能进行了数值分析比较。     

白云石内衬材料在合成金刚石传压密封介质中的作用

 通过合成金刚石实验以及对经历高温高压作用前后传压密封材料中白云石内衬的薄片显微镜观测、X射线粉末衍射和化学分析等研究,发现白云石在合成金刚石的高温高压下基本稳定,但透入性劈理发育。说明高温高压下白云石易发生破碎而变形,其等静压流变特性是以透入性劈理形式表现出来的。其中的杂质SiO₂等形成科石英、普通辉石,有无定形碳质产生,没有游离CaO、MgO物相形成。依据研究结果提出白云石内衬材料在金刚石合成中起多种作用,能够提高传压密封介质材料的综合性能。     

激光辐照下充压铝柱壳爆裂断口分析

 分析了激光辐照下充压铝柱壳的断口特性, 在激光辐照区上裂纹的起裂、扩展和止裂机制均为韧性的, 断口以韧窝分布为主, 由于加载不同, 有的断口在壳壁厚度方向有明显的分层, 即外层的塑性变形层和内层的韧窝状断口。给出了柱壳上激光辐照区的应力分布与断裂的关系和整个断裂过程较为细微完整的物理图象。