输电杆塔接地网腐蚀缺陷超声检测方法仿真分析

针对现有缺陷检测方法难于快速判断接地极腐蚀程度,研究分析超声导波技术检测不同结构接地网的可行性。通过分析导波的传播机理,得低阶SH导波适合于接地极检测。采用有限元仿真软件建立3种不同杆塔结构三维接地网模型,分析导波的传播特性。考虑到接地极所处实际环境,研究了不同土壤电阻率下接收端信号的变化特征,其回波信号幅值会随土壤电阻率的升高而增大。此外,对接地扁钢中存在的缺陷及其表面形成的腐蚀层厚度变化进行了研究。结果表明,低阶SH导波能有效检测出接地极缺陷,腐蚀层厚度变化对回波信号幅值影响较小。     

基于瞬时相位法的电磁导波信号处理研究

随着电磁导波广泛应用于复合材料无损检测领域,如何有效提取电磁导波检测信号中的缺陷特征就成为一个重要的问题.针对电磁导波检测信号缺陷识别问题,进行离散小波包分解,在特定频段下分析该信号的瞬时相位,对比不同缺陷情况下数据处理的结果,得到缺陷特征,完成缺陷识别.     

超声导波技术在GIS穿墙套管腐蚀检测中的可行性研究

GIS穿墙套管与墙体接触部位的局部表面易发生点状、孔状腐蚀,在不破拆墙体的情况下,采用常规方法无法准确检测该部位腐蚀情况。超声导波检测是国际上新兴的一种快速评估管道缺陷的无损检测技术,通过搭建一套基于磁致伸缩原理的自激自收扭转导波检测系统,验证该技术在GIS穿墙套管腐蚀检测中的可行性。试验结果表明,超声导波在通过墙体后能量衰减较小,不存在信号的模态转换,对检测结果的准确性影响较小。超声导波技术可以应用于GIS穿墙套管腐蚀检测工作。     

超声导波技术在管道检测中的试验分析

超声导波技术相对于其他无损检测技术,具有检测速度快、防腐层破坏少、现场开挖量小等特点,在管道检测尤其是埋地管道检测中应用越来越广泛。通过在一条预制不同缺陷的地面管道进行超声导波检测试验,对比分析不同超声导波设备检测结果,对超声导波在管道检测中的技术特点进行分析,指导其在管道检测中更好地应用。     

非铁磁材料的电磁超声接收过程数值模拟及实验研究

针对非铁磁金属板的缺陷检测问题,进行了电磁超声无损检测技术的数值模拟及实验研究。电磁超声换能器工作机理复杂,已有仿真大多是针对发射过程,并且被测体不含缺陷。该文研究建立了超声发射、电磁超声换能器接收的有限元模型,对被测体有无缺陷时线圈接收到的电压信号进行仿真分析。根据发射频率和超声导波的频散特性,设计并制作了回折形线圈,然后研究了线圈导体尺寸及线圈提离对电磁超声换能器性能的影响,并对有无缺陷的铝板进行了实验研究。结果表明:仿真中线圈接收到的电压信号能够反映缺陷的位置,实验结果与仿真结果相吻合。该工作对电磁超声被测试样有无缺陷时接收信号的分析和线圈设计有参考意义。     

基于正交试验理论的接地扁钢缺陷检测电磁超声换能器优化设计

接地网是保障电力系统运行的重要设施,需要及时地开展接地扁钢的缺陷检测。然而,目前的检测方法在准确性、效率等方面依然存在不足。电磁超声导波检测方法可以在不开挖的条件下,利用非接触的优势实现地网的检测,具有一定的优势。本文针对接地扁钢,设计简易有效的电磁超声SH导波换能器,并分析换能过程中的多物理场耦合机理,在COMSOL Multiphysics中开展有限元建模和仿真。为了优化换能器,根据正交试验理论,进行多因素多水平分析,获得5个参数对导波激励的影响规律以及最优参数组合。进一步,搭建扁钢检测系统,开展SH导波实验,结果表明：相比于正交试验表中的效果最好的前两个参数组合,最优参数组合的换能器性能在导波幅度上分别提升了14.0%和28.6%。     

基于导波的大电机定子绝缘损伤检测实验研究

为了获得大型发电机定子绝缘损伤特性,准确评估定子绝缘老化状态,利用超声导波(Lamb波)进行了大电机定子绝缘损伤检测的实验研究。首先利用绝缘材料拉伸性能等实验,得到定子绝缘结构特性参数。然后通过选择压电换能器导波激励信号,求解Rayleigh-Lamb频率方程,获取Lamb波的频散特性曲线和Lamb波在定子绝缘结构中的传播特性;在此基础上,选择导波传播模式和确定导波激励频率。最后通过构建大电机定子绝缘损伤检测系统,进行了定子绝缘损伤检测实验测试,实验结果表明:选择5波头加Hanning窗正弦脉冲作为Lamb波激励信号,频率在15 kHz时,导波传播模式较为单一;导波对表面裂纹损伤比较敏感,Lamb波散射信号在损伤前、后有明显的差异。和无损信号相比,Lamb波S0模式和A0模式波包的幅值都有不同程度的减小,并且波包峰值点的相位均发生延迟,能够有效用于识别定子绝缘的表面裂纹损伤。     

管道电磁超声传感器阵列检测技术研究

采用电磁超声传感器阵列对管道进行缺陷检测,不仅能够提高电磁超声检测信号的信噪比、灵敏度与分辨能力,同时也能增强电磁超声检测的直观性与灵活性。本文详细阐述了基于洛伦兹力的周期永磁铁阵列式电磁超声传感器(PPM-EMAT)激励超声导波的工作原理,及利用全聚焦算法结合极性一致性算法对缺陷进行定位与成像的工作机理。建立了有限元仿真模型,验证了准T(0,1)模态导波在管道结构中的传播过程。利用研制的多通道电磁超声检测系统,对含缺陷的不锈钢管道进行了检测实验,实验结果表明,研制的系统能够检测出管道试样中的多个通孔缺陷,纵向定位误差可控制在1.5%以下,实现了基于阵列电磁超声传感器的管道缺陷成像与定位。     

基于物理信息嵌入式神经网络的管壁导波成像

为了实现管壁腐蚀缺陷的定量化成像,提出了一种基于物理信息嵌入式卷积神经网络的成像算法,从超声导波信号重 建管壁厚度。 首先推导了超声导波在管壁上传播的二维声波模型,通过矩阵 LU 分解求解频域波动方程,可实现从管壁导波速 度图到声场信号的正演;其次搭建了物理信息嵌入式卷积神经网络,包含 3 个迭代层,每个迭代层由正演模型和残差反演子网 络组成;生成包含随机腐蚀缺陷的管道仿真数据集,搭建网络进行训练和反演,训练集、验证集和测试集的成像结果的平均 Pearson 相关系数分别为 94. 91%、86. 47%和 87. 37%,缺陷图像一致度高;搭建了实验系统,在加工有不规则阶梯缺陷的管道上 采集导波信号进行反演,成像结果良好,厚度图的均方误差为 0. 005 7。 算法将物理模型与神经网络结合在一起,实现了从导波 信号到管道厚度图的高精度成像。     

超声导波检测技术在小直径管检测中的应用

针对常规超声波检测方法及涡流检测方法在进行在役管排缺陷检测时存在的局限性,介绍超声导波检测技术的基本原理,导波的传播模式、分类,以及导波在电站小直径管检测方面的应用。根据无缝钢管容易出现的缺陷类型设计了参考试块,利用超声导波检测技术进行钢管轧制缺陷的c扫描和A扫描,并对反向波信号较明显的管子进行了金相检验。结果表明,超声导波检测方法具有检验速度快、成本低等优点,能有效提高检测效率,可满足电力小径管的无损检测工作要求。     

导波技术在输电线路无损监测中的应用

输电线路损伤的定位及类型识别对于保障电力系统安全运行有着重要的意义.提出了基于超声导波的输电线路无损监测方法并进行了实验验证.实验采用磁致伸缩换能器产生和接收超声导波,对钢绞线地线的断股损伤进行了检测研究,通过得到的实验信号可以确定损伤位置,并对损伤信号进行时频分析,研究损伤信号与损伤程度的关系.实验验证了该方法的可行...     

超声导波管道缺陷检测的小波阈值去噪法

在超声导波管道缺陷无损检测中,回波信号在接收和处理过程中不可避免地会受到噪声的干扰,另外,超声导波在管道中传播时还存在频散现象,这会给管道缺陷的识别与特征提取带来不利影响。在有限元数值模拟条件下,采用小波分析的方法,利用Daubechies小波家族中的coif3作为小波函数,运用启发式阈值选取方法,对加有噪声的超声导波回波信号进行去噪,实验分析结果表明此方法提高了重构信号的信噪比,有效地抑制了超声导波回波信号中的噪声,在管道缺陷超声导波检测中,可为管道缺陷的识别与特征提取等提供方便。     

无缝钢管超声导波检测技术

为快速检验无缝钢管上的缺陷，在薄壁上径管上进行了超声导波检测技术应用的实验研究。为此，介绍了超声导波激发的基本原理，设计了超声导波探头，并应用于地质套管件的无损检测。结果表明，超声导波技术检验速度快，可有效地提高检测效率，并且有良好的现场可操作性。     

嵌入式管道超声导波检测系统设计

针对我国目前小型管道超声导波检测设备稀少的现状,提出了基于STM32和FPGA的超声导波管道检测系统的设计方法,进行了软、硬件的设计与开发.系统硬件部分采用模块化的设计,主要由超声导波发射模块与接收模块2部分组成.基于系统硬件环境,成功进行了μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统和μC/GUI图形用户界面的移植,编写了检测系统的应用程序.实验表明,系统能够正常运行,达到了系统设计的功能要求.     

煤矿主接地电极腐蚀超声 SH 波检测方法研究

煤矿井下主接地电极腐蚀检测对于保护工作人员的安全起着极其重要的作用,当前通过运至井上人工肉眼检测的方法耗时耗力且无法定损,因此本文提出了一种基于超声SH波回波特性的煤矿井下主接地电极在线腐蚀检测新方法。首先推导了液浸板结构中SH波的频散方程,选取频散小、传播距离长的零阶SH波作为检测激励信号,建立液浸板结构有限元模型,确定了最佳超声激励频率;其次构建煤矿主接地电极声-固-流多物理场耦合检测模型,仿真研究超声SH0波在主接地电极上的传播特性以及对于腐蚀的检测能力,分析了1～5 mm腐蚀深度以及5～25 mm腐蚀半径下的回波信号特征;最后搭建了煤矿主接地电极无损检测系统,开展了实验验证工作。实验结果表明,通过超声SH波检验井下主接地电极腐蚀缺陷具有可行性,在500 mm×375 mm×5 mm的主接地极板上腐蚀定位误差为5.64%,同时腐蚀信号的幅值与不同程度的腐蚀缺陷与成正相关性,为煤矿井下主接地电极腐蚀检测以及腐蚀程度的定量评估提供了一种有效的方法。     

改进小波包阈值法在导波信号处理中的应用

在管道超声导波无损检测中,缺陷回波信号不可避免地夹杂着噪声干扰信号,给管道缺陷的识别与提取带来困难。为了克服硬、软阈值去噪处理方法的不足,给出了一种小波包改进阈值法。应用此方法对含高斯白噪声的测试信号和实验采集到的缺陷回波信号进行了降噪处理。仿真与实验结果表明,该方法能有效地抑制缺陷回波信号中的噪声,降噪效果满意。     

超磁致伸缩谐波电动机控制系统研究

介绍了一种新型电动机--超磁致伸缩谐波电动机,它是根据谐波传动和超磁致伸缩材料电磁效应原理设计的.根据所设计的由四相超磁致伸缩驱动器构成的超磁致伸缩波发生器,通过分析其工作原理,提出了相应的控制方案,并设计了可快速响应的超磁致伸缩驱动器的驱动原理图.简要叙述了使电机实现调速、换向、精确定位等各项功能的控制系统软件设计方案.     

基于超磁致伸缩材料的谐波传动研究

利用超磁致伸缩材料的伸缩特性,并结合谐波传动原理设计出了一种新型的电磁传动装置.首先,通过分析其工作原理,初步设计出了该传动装置的基本结构及其基本组成部件超磁致伸缩驱动器,并对所设计的驱动器进行了分析实验,效果显著.然后根据所设计的由四相超磁致伸缩驱动器构成的超磁致伸缩波发生器,提出了相应的控制方案,简要叙述了该传动实现调速、换向、精确定位等各项功能的控制系统软件设计方案.为此新型传动装置的成功研制奠定基础.