三次谐波超声脉冲回波法对厚板的无损检测

在同一厚板表面的两个不同位置处分别进行超声回波脉冲测量，一处有细微裂纹而另一处无细微裂纹。实验结果表明，即使两个位置回波的基波频谱非常接近，但相应的三次谐波回波频谱仍存在较显著的区别，这一结果可望用于厚板具有微缺陷时的超声无损检测。     

激光超声无损检测技术

 传统的无损检测方法具有一定的局限性,例如:在高温高压、高湿、有毒等某些恶劣检测环境中,或被测工件具有放射性或腐蚀性,以及被测工件具有较快的运动速度时,已不能完全满足要求。因此,人们一直都在努力寻找适合于上述情况的无损检测方法。这里介绍一种激光超声检测技术,它是利用激光脉冲激发超声从而实现无损检测的一种方法,已逐渐成为材料无损检测的一种重要手段。本文详细介绍了激光超声的检测原理及应用,并指出目前尚存在的问题及解决措施。激光超声的激发原理激光超声是指用脉冲激光在介质中所产生的超声波或利用激光来产生超声这一物理过程。激光可以在固体中产生超声,也可以在气体和液体中产生超声。     

基于分布式超声无损检测方法的零件内部缺陷检测

超声检测广泛应用于工业检测,比如超声相控阵检测法和超声A扫应用于零件内部缺陷检测。然而,这些方法可以检测出缺陷位置却很难精确地检测缺陷尺寸,缺陷定量成了急需解决并且很有意义的问题。本文提出了一种分布式超声无损检测方法,将超声探头均匀布置在检测表面,每一个超声探头可以同时发射和接收超声信号,通过对接收到的信号进行处理来重构缺陷轮廓。基于分布式超声无损检测方法,重构零件的人造缺陷并建立相应的声学仿真模型。通过多项式拟合法和聚类法分别处理实验和仿真所获得的数据并重构缺陷轮廓。实验结果和仿真结果显示重构的椭圆形缺陷和正方形缺陷具有一定的精度。结果表明分布式超声无损检测方法有潜在的应用价值和理论意义。     

用于铝板缺陷无损检测的激光超声有限元模拟研究

激光超声技术能够在材料表面形成超声波,是实现材料缺陷无损检测的重要环节。借助Abaqus有限元分析工具,基于激光超声热弹机制建立了轴对称铝板的表面缺陷模型,模拟了激光激发产生的表面波在材料中的传播特性及其与铝板缺陷的相互作用过程。数值模拟实验表明,铝板表面缺陷的分布深度值越大,反射波越强,并且当缺陷深度达到一定程度时,反射波的幅值趋于稳定;但缺陷的分布宽度对于反射波的影响则十分有限。所得结论为基于激光超声的材料缺陷的定量检测及识别提供有效的理论依据。     

脉冲超声换能器声场测试系统的设计

脉冲超声换能器是超声检测的关键部件,为了获取其声场特性参数,该文基于小球反射法,采用虚拟仪和单片机技术设计了工业用圆形晶片活塞声场测试系统。系统的程控交互界面采用美国国家仪器公司研制开发的图形化编程软件LabVIEW设计,通过调用动态链接库与系统核心硬件超声发射接收卡进行数据通信及对其功能进行设置,同时系统上位机通过RS232串口与下位机单片机通讯,实现对三轴扫查平台的多种扫查方式控制。该系统可实时显示脉冲换能器声压分布图像,并可通过对声压分布数据实现对换能器近场长度及扩散角等参数的测量。     

用于无损检测的合成孔径声成象

本文从常规透镜成象原理引伸到聚焦扫描成象和合成孔径成象,说明了合成孔径成象技术对提高成象质量的潜在能力.综述了美国斯坦福大学Kino教授实验室在合成孔径声成象方面的研究进展(作者曾参与这方面工作).其中包括:用于超声无损检测的合成孔径成象的几种安排;针对物体镜面反射问题而提出来的新的选择性孔径方法及其计算机模拟和实验结果等.最后,本文将简要介绍该实验室的实时成象系统及部分实验结果.     

用于储罐底板缺陷检测的超声兰姆波模式研究

从超声兰姆波的声场方程出发,得到板材表面离面位移(法向位移)为零的条件,即当超声兰姆波的相速度等于板材介质的纵波声速时,在板材表面的离面位移为零。在给定适当频厚积的条件下,分别数值模拟了仅有切向位移而无离面位移的A1、S1、A2和S2兰姆波模式在有液体负载的单层钢板中的传播情形。结果表明:离面位移为零的S2模式频散较小且对板中缺陷更为敏感。     

一种快速综合孔径成像算法及在定量无损检测中的应用

本文提出了一种快速超声综合孔径成像算法,以克服常规算法中由开方计算带来的高计算强度问题.对该快速算法的基本理论和成像特性,文章进行了分析讨论,并就它在定量无损检测中的应用给出了实验例子.     

第14届世界无损检测会议(14th WCNDT)概况

1996年12月8日至13日在印度新德理举行了第14届世界无损检测会议（14）WCNDT）．同时还举行了国际无损检测器材展览会和国际无损检测委员会（ICND）会议．参加本届大会的代表（包括展商）共150o人，其中外国代表500人．中国机械工程学会无损检测学会派遣了一个19人组成的代表团     

新鲜水果和蔬菜质量及其成份的超声无损检测

水果和蔬菜的成熟程度和质量是决定其价格和受欢迎程度的主要因素,它们对生产者和消费者都很重要。超声用来检测植物组织的潜力早已被人们公认,但其发展缓慢,许多潜力尚未成为现实。其原因主要是频率为0.5—5MHz 的声波衰减很快,只能检测组织表层。高度衰减是由于细胞间空气产生共振散射所引起的。因此,人们的注意力转向远离共振点的低频范围(<50—100kHz)。 我们使用中心频率为37kHz,电压为1kV尖脉冲激励的宽频带换能器,测量了水果和蔬菜的超声速率,并证明了该技术确实没有破坏性。香蕉在许多发展中国家是很有价值的重要出口产品,因此,它引起我     

医用超声功率和脉冲超声场特性的测量

本文叙述了医用超声功率的常规测量方法的原理和已达到的水平之后,讨论了医用超声场的声强的使用范围和安全性问题,着重阐明了使用PVDF压电薄膜水听器扫描超声场,记录脉冲超声场的声压波形分布并计算I_(SPTP)、I_(SPTA)、I_(SATA)和I_(SAPA)的方法。给出了计算公式和实验结果,并对A型和B型超声诊断仪的典型测量数据和声强分布特征进行了讨论与比较。     

基于有限元的空耦超声相控阵Lamb波激发与检测

基于非接触式空气耦合超声换能器的无损检测技术在常规板材、纤维复合材料、层状结构材料、粘接界面等的检测中有了长足的发展。但是因为空气耦合超声本身的限制,对于如何提高空气声换能器的发射效率和接收灵敏度、提高检测中接收的信噪比成为这一领域的重要课题。因此有必要结合最新的信号处理技术探索新的无损检测形式。本文通过提出了基于电容式的空气声换能器阵列的构建和制作方法,应用有限元数值方法对一维线阵的空气声换能器阵列的动态偏转特性进行了模拟,并使用构建流固耦合模型对二维的空气声场及板材中的位移场进行计算。通过一维空气耦合相控阵的声束动态偏转激励了各向同性板中的Lamb波A₀ 和S₀模式,并进行了分析,验证了此模型可以进一步用于基于空气耦合相控阵激励的Lamb波的无损检测中。     

平面式一阶梯度计的设计和制备及其在无损检测上的应用

我们在10×10mm2的SrTiO3双晶基片上,设计并制备了YBCO双晶结dc-SQUID一阶平面式梯度计.其基线长度为5.5mm,该梯度计能够在无屏蔽环境下稳定的工作.在77K下,200Hz时,其磁通噪声为1×10-4Φ0/Hz,能够分辨的最小磁场梯度为94pT/m.我们将该器件作为磁传感器,可以利用涡流检测的原理对非磁金属进行无损检测.实验结果表明,可以很清楚地分辨出10mm以下的缺陷.同时,我们还研究了激励线圈的尺寸与空间分辨率的关系,结果表明若激励线圈足够大,则对于梯度计和缺陷而言感受到的是均匀磁场的激励,因此涡流的分布只与缺陷的形状有关,而空间分辨率取决于梯度计的基线长度和磁场分布.     

用于缺陷定量的超声散射信号去相关分析及贝叶斯反演方法

针对结构中缺陷定量识别问题,建立了椭圆缺陷超声散射仿真模型,研究了缺陷偏转角度及尺寸对散射信号去相关特性的影响。结果表明,超声信号去相关系数矩阵与缺陷几何状态(如尺寸及角度)存在很大关联性,但并非线性相关。结合参数化有限元分析与贝叶斯理论,发展了一种基于超声散射信号去相关分析的缺陷反演方法,开展了缺陷反演数值仿真及检测实验。结果表明,发展的缺陷反演方法可以很好实现铝块与铝板缺陷位置及尺寸反演。其中铝块开口缺陷尺寸(深度)反演误差约为激励波长0.2倍,位置误差约为激励波长0.6倍;铝板圆形缺陷尺寸反演误差约为激励波长0.04倍,位置误差约为激励波长0.4倍。研究工作为结构中缺陷定量识别与评价做了有益探索。