新型管道环焊缝相控阵超声检测设备的研制

目前,相控阵超声检测技术在国内长输管道环焊缝检测中得到了广泛应用,由于专用相控阵检测电缆在施工中容易损坏,使得设备维护成本高昂。在已有的相控阵技术研究基础上,设计了新型管道环焊缝相控阵超声检测设备,使超声采集单元及电机驱动控制单元小型化,安装在扫查器上,采集的超声信号经网线传输到笔记本电脑,实现全自动超声检测功能。经现场试验测试,设备性能满足《管道对接环焊缝全自动超声波检测标准》要求。     

水泥混凝土路面厚度、强度超声检测方法

该文研究了水泥混凝土路面厚度和强度超声检测中的信号处理方法,设计了宽带换能器,提出了水耦合法和声时综合处理法。现场检测试验证明,该系统可明显提高检测效率,厚度测量精度优于5%,强度测量精度优于7%。     

基于超声测量及神经网络的锂离子动力电池SOC估算

准确地估算电动汽车动力电池的荷电状态(State of Charge,SOC)对电动汽车的安全驾驶和及时充电至关重要.基于超声测量和神经网络提出一种动力电池SOC估算方法.该方法对动力电池施加一个超声波脉冲,超声信号经过电池后得到反馈脉冲波,并以反馈波形的峰峰值作为神经网络的输入来建立模型,从而对动力电池SOC进行估算...     

悬索桥索夹螺杆轴力超声检测系统的研制

为解决悬索桥索夹螺杆的轴力检测难题,根据基于纵波的螺杆轴力超声测量原理,研制出一套悬索桥索夹螺杆轴力检测系统,介绍了包括压电超声探头与测量程序在内的超声检测系统构成,并设计了降低信号噪声的数字带通滤波器。实验室和工程现场测试结果表明,该系统能够用于悬索桥索夹螺杆的轴力检测,试验测试误差不超过2.44%,工程测量误差不超过4.03%。该系统设计了磁吸附超声探头,测量结果具有较好的稳定性与可重复性,为悬索桥索夹螺杆轴力的测量提供一种快速、有效的技术手段。     

无砟轨道充填层脱空超声反射检测方法

将超声反射检测方法引入无砟轨道充填层脱空病害检测中，以CRTSⅡ型板式无砟轨道为例，采用COMSOL有限元软件建立其有限元模型，进行无砟轨道超声反射信号的时域和频域特性分析。结果表明：当充填层黏结良好时，超声检测到的回波峰值较小，而脱空区域由于空气、水与混凝土材料阻抗差异过大，超声波在轨道板表面和脱空层之间多次反射，使得回波峰值增大，且随脱空长度的增长，反射系数呈对数上升的趋势。据此提出以反射系数时域值为无砟轨道层间脱空的评价指标，以网格划分、数据采集、滤波计算、云图评价为主要步骤的无砟轨道充填层脱空损伤超声反射检测方法。通过缩尺模型检测试验进行验证，并提出基于反射系数的无砟轨道充填层黏结状态分级评估标准，即：当反射系数小于等于0.4时，充填层没有缺陷，充填层状态良好；当反射系数在（0.4,0.7）区间时，充填层存在一定程度的病害；当反射系数大于等于0.7时，充填层存在较大面积脱空。     

超声纵波法测量索夹螺杆轴力的误差分析

超声纵波法是目前悬索桥索夹螺杆轴力测量常用的方法，但该方法在实际工程应用中常因各种因素的影响而产生现场测量误差过大的问题。针对该问题，考虑超声纵波法的测量全过程，分别从耦合剂厚度、探头位置、测试温度、螺杆应力不均匀分布以及纵波张拉法拟合过程等5个方面对测量误差进行分析，通过试验研究和有限元模拟，分析上述因素对测量结果的影响程度。分析结果表明，耦合剂厚度及螺杆应力不均匀分布对索夹螺杆轴力测量结果的影响较小，并非引起误差的主要原因；螺杆表面粗糙度或螺杆细微弯曲对探头位置的影响、温度变化以及纵波张拉法本身的拟合误差对螺杆轴力测量结果的影响较大，需要在现场检测中加以避免。     

超声法探测结构物水下裂缝

研究开发了用超声法探测结构物水下裂缝的方法。该法测试简便，清水浑水中一样使用，可用于各种类型的结构，已在1座水闸底板裂缝探测中成功地应用。     

异质结构焊缝检测的相控阵超声全聚焦算法优化

船舶异质结构焊缝检测的相控阵超声全聚焦算法信噪比高、适应性强，但该算法存在超大计算量和伪影等诸多问题。依据声束指向性提出该算法的优化方案。过滤非声束指向性声场中的重构点可大幅提升计算速度，并可优化相同路径默认调取全矩阵中同一幅值的伪影问题。将优化算法用于异质结构，获得高效高质量的检测结果，为满足铝钛钢复合接头大批量在线无损检测的工程需求提供思路。     

动车组空心轴相控阵超声波探伤研究

动车组空心车轴是高铁动车的关键承载部件，对高铁运营安全影响较大。因此，对空心车轴进行探伤，进而对其缺陷提前预判十分重要。传统的超声波探头架方式存在探头旋转螺距限制探伤速度、探头旋转需要导电滑环、接触式探伤对探头有磨损、探头进给不均匀等缺点。针对上述不足，设计2种空心轴相控阵探头架方案，最终根据理论计算和模型仿真选用内接四边形探头架方案。该设计在探头架扫查过程中无需转动，探头从起始端面移动至终止端面完成第1次检测，然后将探头架旋转45°，从终止端面往回移动至起始端面进行第2次检测，可实现缺陷全覆盖。方案提出了全新的空心轴相控阵探头架结构设计，并通过声束仿真证明其有效性。设计避免了由旋转电机带动探头架转动，取消了导电滑环，可减少故障率、提高检测效率。该研究可为动车组空心车轴探伤工作提供参考。     

超声张拉法索夹螺杆力测量异常数据识别

超声张拉法是目前测量悬索桥索夹螺杆轴力的常用方法。由于实际工程现场工作环境复杂，因此可能在测试各环节中引入误差；此外，设备精度和环境因素也可能对测试结果产生影响，最终会导致计算的螺杆力出现较大偏差。针对上述问题，在分析了超声张拉法索夹螺杆力测量结果中数据的局部异常情况和整体异常情况的基础上，提出了能够提高拟合准确度的局部异常数据点识别方法，以及能够发现错误测量结果或异常工作状态的数据整体异常识别方法，然后通过分析实验室测量数据，验证了所提出的异常数据识别方法的有效性。将该方法应用于南沙大桥大沙水道桥上、下游螺杆实测数据的误差分析中，取得了良好的结果。