车轮轮辋缺陷的超声相控阵检测系统研究*

针对火车车轮检测中常规超声波探伤存在的检测灵敏度低、声束灵活性差、信噪比低等问题,研究了超声相控阵在火车车轮轮辋检测中的应用。本文介绍了超声相控阵检测技术的原理,并从超声相控阵换能器、硬件系统和软件系统三个方面阐述了火车车轮轮辋缺陷的超声相控阵检测系统的研究过程。最后通过人工模拟缺陷的相控阵检测实验,测试了该检测系统的性能,验证了相控阵检测设备具有灵敏度高、声束可控性好和可靠性高等优点。     

水冷壁磨损检测机器人控制系统的设计与研究

设计以磁吸附履带式爬壁检测机器人为载体,采用上下位机相结合的控制系统。提出了一种下位机基于STM32单片机的爬壁机器人控制系统的设计方案,配备超声波无损检测技术和其他传感器,用于实现流化床锅炉水冷壁磨损检测机器人的运动控制、管壁检测数据采集,并且基于Visual Studio 2010平台创建人机交互界面,实现与下位机的数据传输以及后续数据处理。实验证明,该设计自动化程度高,运动稳定可靠,上下位机能实时通讯,有效提高检测效率,具有较高的智能化水平。     

蒸汽发生器检测机器人运动分析与控制实现

在核电站蒸汽发生器复杂环境下,为准确控制机器人完成管板检测任务,提出了一种基于STM8处理器的爬壁机器人运动控制方法。针对机器人两个不同轴线驱动轮的结构特点,运用运动学理论建立了机器人运动方程,分析了机器人的运动特性。设计了爬壁机器人硬件控制电路,为提高机器人的控制精度,采用了位置环,速度环和电流环三环PID软件控制策略。最后,对此控制方法进行了相关实验验证。实验结果表明,爬壁机器人控制电路设计合理可靠,三环PID算法实现了较好的运动效果,满足设计要求。     

核电站用高精度双通道电流/电压转换装置研究设计

红外热成像是近年来发展起来的一种快速有效的无损检测技术,通过主动热激励使物体内部的异性结构以表面温场变化的差异形式表现出来,实现缺陷的定位、识别和定量测量。它是一门跨学科的技术,它的研究和应用,提高了多种军、民用工业设备的安全性可靠性。本文综述了红外热成像无损检测技术的基本概念、关键技术原理和系统组成,比对分析了光脉冲、超声、锁相、太赫兹等各种热激励方式的技术特点,介绍了国内外相应的发展状况和进展,并给出了一些典型应用案例,最后总结了该技术的发展趋势。     

基于超声相控阵的环焊缝缺陷检测方法研究

针对传统超声探头焦距固定,检测位置的改变就要更换相应焦距的探头而影响检测效率的问题,提出一种基于超声相控阵换能器的环焊缝缺陷检测方法。而超声相控阵具有电子偏转和电子聚焦特性,能在不移动的情况下发射偏转聚焦超声束,有效地解决了上述问题。首先基于超声相控线阵换能器的声场特点,采用数值分析方法,研究了影响声束偏转聚焦性能的几个主要参数。然后给出了与超声相控阵换能器相连接的多通道数据采集系统结构。介绍了单通道声信号的硬件结构及相应的信号处理方法,实现了对换能器中单个阵元的精确延时的控制。实验结果表明,优化设计的超声相控线阵换能器具有较高的检测精度和检测效率。     

光热辐射测量技术应用于材料物性和缺陷的无损检测

描述了光热辐射测量术的特点、原理和测量装置，并扼要介绍了材料热扩散率、材料表面伤痕和内部缺陷的无损检测。     

一种基于遗传算法的红外无损检测缺陷的新方法

红外无损检测的本质可归为热传导反问题的求解。利用通过解析法求解热传导正问题得出的结论，提出基于遗传算法优化求解的红外无损检测缺陷信息新方法，该算法采用浮点数编码，并采用多遗传算子并行损作，不仅获得了好的结果，而且维系了种群的多样性。模拟实验验证了算法的鲁棒性和可靠性。     

基于Labview的脉冲漏磁检测系统的研究

研究了一种脉冲信号激励的漏磁检测系统;利用USB数据采集卡I/O口输出脉冲方波信号经过功率放大环节生成激励信号,通过数据采集卡触发采样功能实现检测信号的同步采样;基于Labview软件搭建了漏磁检测虚拟仪器平台,实现了漏磁检测信号的采集、调理、储存、回放和分析功能;通过实验对加工有宽度为2 mm深度分别为2 mm、5 mm、10 mm的3个裂纹缺陷的钢样本进行检测,应用霍尔传感器检测漏磁场信号;检测信号经过调理和采集,在电脑中实时显示漏磁信号随时间的变化波形;通过分析回放采样信号的峰值和峰值到达时间评估缺陷的位置和深度;实验结果表明缺陷深度越大采样信号的峰值越大,峰值到达时间越长。     

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...     

线扫描缺陷检测系统中的LED光源设计

光源是影响机器视觉输入系统的重要因素,直接影响输入数据的质量和至少30％的应用效果。在线扫描缺陷检测系统中,对光源的亮度、均匀性、直线性、寿命、光谱范围都提出了较高的要求。鉴于LED光源在机器视觉中具有许多优点,以LED线形光源为例,探讨了线形阵列LED光源照明光场分布的影响因素,结合柱面镜对光源单方向约束的特性,介绍了LED阵列和柱面镜组合的聚焦条形照明光源的设计方法。通过仿真,证明了该设计可满足线扫描系统对光源的要求。     

贴片电阻表面缺陷自动识别方法

贴片电阻生产过程中的缺陷主要依靠人工在显微镜下检测,速度慢、长期成本高、误检率高.针对贴片电阻单元具有排列整齐、结构简单、图像灰度级少的特点,在贴片电阻图像二值化、边缘提取、直线检测基础上,以相邻电阻单元的相关系数作为电阻缺陷判别依据,提出基于子图投影匹配的快速缺陷检测方法.采用主分量分析法压缩图像数据量,提取缺陷特征,以基于支持向量机对贴片电阻缺陷进行分类并建立实验系统.缺陷检测及识别实验表明,缺陷检测正确率为92.5oo,算法的快速性和识别准确度满足系统快速高精的要求.     

配电房轨道式自动巡检机器人控制系统设计与实现

针对配电房等室内电力系统供电设备自动巡检的需求,提出了以微控制器MSP430F5438为核心的自动巡检机器人控制系统总体设计方案。采用模块化方法完成了控制系统硬件电路设计,主要包括：主控模块、电源模块、运动控制模块、通信模块和数据采集模块。介绍了控制系统软件的总体流程,完成了控制系统嵌入式软件及其上位机监控软件的设计。实验结果表明,所设计的控制系统应用于巡检机器人可以实现对配电房供电设备的自动巡检,从而验证了控制系统的有效性与合理性,具有显著的推广应用价值。     

自抑制神经元控制系统的参数设计方法及特性分析

在分析神经元控制模型的基础上,从控制理论角度,构建了自抑制神经元控制系统的方框图,推导了系统参数(T、τ、b、k)的设计条件,给出了参数设计曲线及取值表,推导了控制系统的单位响应函数、峰值时间tp、峰值和稳态值Mp。通过软件进行了仿真验证,并分析了各参数对系统性能的影响,结果发现,tp与τ呈现近似正相关的线性关系,与kb呈现出负相关的关系,Mp与T、kb呈现近似正相关的线性变化关系。完善了神经元模型设计理论和方法,对神经元控制系统设计具有指导意义。     

一种核四极共振探测系统中天线探头的设计方法

针对基于核四极共振技术的爆炸物探测系统实际要求提出一种抑制振铃拖尾的天线设计方法. 该天线探头由高Q值调谐电路、阻抗匹配电路以及振铃拖尾抑制电路组成. 电路仿真结果表明,所设计的天线探头可以有效地抑制振铃拖尾,缩短天线的恢复时间,大大提高探测系统的可靠性.     

核爆聚变电站概念设想

提出了一种新的核爆聚变电站概念设想，并对其可行性作了初步的分析讨论，利用核爆炸实现聚变放能已为氢弹研制的成功所证明，关键是如何把核爆炸能安全地转化成熟能和电能，概念设想通过爆洞，喷钠，选择核装置，铀－钍循环，核燃料回收等措施，合理地解决了能量安全转化，爆洞建造运行、核燃料循环供给等技术困难，使核爆聚变站的设想有可能成为现实。     

NQR炸药探测系统中射频线圈的设计研究

基于核四极矩共振(Nuclear Quadrupole Resonance, NQR)炸药探测原理,对探测系统中拾取信号的关键部件射频线圈进行了优化设计,并确定了小型螺线管型线圈的直径、长度和匝数. 试验测试表明,此线圈射频场均匀性好、信噪比大、灵敏度高,可以快速准确探测到NQR信号,验证了线圈设计理论的有效性和制作方法的可行性. 该设计方法对提高隐藏炸药探测的准确率以及不同试验条件下射频线圈的设计具有重要意义.     

Detection of micro solder balls using active thermography and probabilistic neural network

Micro solder ball/bump has been widely used in electronic packaging. It has been challenging to inspect these structures as the solder balls/bumps are often embedded between the component and substrates, especially in flip-chip packaging. In this paper, a detection method for micro solder ball/bump based on the active thermography and the probabilistic neural network is investigated. A VH680 infrared imager is used to capture the thermal image of the test vehicle, SFA10 packages. The temperature curves are processed using moving average technique to remove the peak noise. And the principal component analysis (PCA) is adopted to reconstruct the thermal images. The missed solder balls can be recognized explicitly in the second principal component image. Probabilistic neural network (PNN) is then established to identify the defective bump intelligently. The hot spots corresponding to the solder balls are segmented from the PCA reconstructed image, and statistic parameters are calculated. To characterize the thermal properties of solder bump quantitatively, three representative features are selected and used as the input vector in PNN clustering. The results show that the actual outputs and the expected outputs are consistent in identification of the missed solder balls, and all the bumps were recognized accurately, which demonstrates the viability of the PNN in effective defect inspection in high-density microelectronic packaging.     

高倍聚光模组系统研究与设计

聚光系统的聚光效率和能量均匀性直接影响单位模组的发电效率。本文研究设计出高倍聚光模组系统,该系统主要包括菲涅耳透镜和球冠平顶微棱镜。采用中心波长修正法进行菲涅耳透镜的设计,并通过Zemax仿真模拟设计出球冠平顶微棱镜。最后通过Zemax模拟,决定选取两侧面夹角α的角度为117°,平顶到球面的间隔g为0.2 mm,球冠平顶微棱镜的曲率半径R为10 mm。聚光系统整体的聚光效率达99.8%,能量均匀度为0.812,并进行实验验证,得出实际聚光效率为83.1%。     

超临界流体分离与NMR联用技术及其应用

本文重点描述了SFC－NMR和SFE－NMR联用装置的特点及其探头设计,举例说明了它们的几种典型应用,分析比较了超临界流体分离和NMR联用系统与HPLC－NMR联用系统的特性,并讨论了超临界流体分离与NMR联用技术的发展前景。