基于机器视觉的齿轮缺陷检测系统设计

针对目前齿轮表面缺陷检测低效率、低质量和低稳定性等问题,设计了基于机器视觉、通过多传感器相互协调工作的齿轮缺陷检测系统。应用这一系统,可以快速有效对缺陷齿轮进行识别和剔除,满足齿轮产品缺陷检测生产线自动化的要求。     

输电线路耐张线夹压接缺陷带电X射线无损检测方法

为提高输电线路耐张线夹压接缺陷检测的工作时效,提出了一种输电线路耐张线夹压接缺陷带电X射线无损检测方法。根据X射线无损检测技术原理对带电输电线路耐张线夹压接缺陷进行检测,获取缺陷检测图像,通过LVQ神经网络对缺陷图像边缘检测,通过划分图像像素点,获得目标边界图像,以此完成输电线路耐张线夹压接缺陷带电X射线无损检测。实验结果表明,此次研究方法不仅降低了缺陷检测误差,还缩短了缺陷检测时间,满足缺陷检测方法的设计需求。     

基于机器视觉的带钢表面缺陷检测系统设计

针对热轧带钢的表面质量检测进行研究,设计了基于机器视觉技术的带钢表面缺陷检测系统,从系统整体构成、硬件结构、软件开发及算法设计等方面进行了深入的分析与研究。在VS2010平台上,实现了包括图像的采集、传输、缺陷的实时检测和定位,以及缺陷的报警与存储等功能。通过大量的测试结果表明,该系统中设计的缺陷检测算法无论在检测精度还是实时吞吐量上都具有很大优势,可以对带钢表面常见的氧化、孔洞、边裂、麻点等几十种不同类型和不同等级的缺陷进行精确、实时地检测。     

软抽纸巾包装缺陷机器视觉检测系统

在对纸巾进行塑料包装过程中,容易产生爆口、飞膜、露白与偏移等缺陷,目前对包装缺陷检测基本上采用人工检测,效率低下,准确率低。文中结合机器视觉、图像处理与自动控制等相关知识,研发了一套包装缺陷检测系统,通过对纸巾缺陷特征进行面积计算来检测飞膜、露白及偏移等缺陷;设计了阵列矩形面积算法,可实现对爆口缺陷的检测。实验表明,该设备漏判率小于0.02%,符合实际检测需求。     

基于RGB图像处理的轮胎胎面缺陷检测方法研究

轮胎是支撑汽车重量的关键零部件之一，目前针对轮胎的检测仍以人工检测为主，存在检测效率低、易漏检、检测不方便等问题。考虑到轮胎胎面缺陷主要为裂纹和凹痕两种类型，结合机器视觉与图像处理技术设计了一套轮胎胎面检测系统。针对裂纹缺陷和凹陷缺陷，其特征与正常轮胎花纹相互干扰难以检测等情况，通过深化预处理过程，将其分为R、G、B三个通道，采用不同方法进行降噪；然后通过阈值分割、缺陷标记和形态学处理等方法提取出精确的缺陷特征。实验结果表明，所设计的轮胎胎面检测算法可较好地检测出不同类型的缺陷，提供了一种新的检测方法。     

飞机结构件三维设计模型质量检测技术研究与开发

飞机结构件中设计模型常存在各种质量缺陷,易导致零件的加工成型过程难以进行。针对该问题,提出了飞机结构件三维设计模型质量检测技术。首先对模型缺陷进行分析与分类;其次,通过对检测规则进行形式化描述,建立检测规则库;然后,根据不同缺陷的特点,采用不同的推理方式对缺陷进行检测;最后开发了飞机结构件三维设计模型质量检测系统,验证了该技术的可行性。     

基于机器视觉的FPC缺陷检测系统

针对当前FPC(柔性电路板)缺陷检测中人工目检效率低的问题,基于机器视觉技术设计了一套实时检测系统。首先搭建了硬件系统,然后对FPC的4种表面缺陷特征进行了研究,基于Halcon设计了相应的缺陷检测算法,提出了通过模板匹配提取ROI的方法,以及运用图像自乘与高斯线检测来提取折痕,最后基于MFC开发了缺陷实时检测系统。实验结果显示,设计的系统检测准确率可达90%以上,且每片FPC检测时间只需0.2 s。     

基于OCR的智能电表缺陷检测系统北大核心CSCD

智能电表外观检测是智能电表检定流水线中重要环节,传统检定方法主要依靠人工,不仅费时而且误检率高。由于真实含缺陷样本数量稀少,无法构建数据充足的缺陷样本数据集,因此文中基于OCR检测正常字符,对未通过检测的字符进行缺陷检测。首先利用自建数据集训练一个能检测电气符号的OCR模型,并对每一类电表建立一个标准模板。针对文字检测漏检问题提出了通过模板信息与文字检测结果求取遗漏的待检测区域算法。针对缺陷检测容易误检漏检等问题设计了一个多维度缺陷检测算法。实验结果表明:设计的文本区域分割算法切分准确率能达到100%,OCR识别准确率为96.4%,缺陷检测准确率为98.3%,在RTX3060显卡条件下平均检测速度为0.524 s/张。所设计的方法满足工业检定流水线的检测精度与检测速度需求。     

工业内窥镜在汽轮机制造过程中的应用

通过内窥镜对汽轮机各个制造环节进行检测,对多发易发缺陷进行梳理,并全面分析可能存在的问题,提供了缺陷的直观形态及处理方式,为设计、工艺优化、生产指导及检测提供了数据支持。     

基于计算机视觉的晶振帽缺陷自动检测系统

针对工业现场中晶振帽的主要缺陷,通过计算机视觉系统来实现缺陷的自动检测.结合晶振帽的缺陷特点,论述了晶振帽缺陷检测系统的构成、图像处理及检测流程,提出一种基于计算机视觉的晶振帽缺陷检测方法.设计了缺陷检测系统的具体软件结构,并用模块化方法实现软件功能.该软件主要包括主程序模块、图像采集模块、图像处理模块和通信模块.实验证明,该检测系统能够准确地实现晶振帽缺陷的检测,满足自动化生产的需要,可在实际生产中代替人工检测.     

矩阵换能器超声三维成像方法研究*

针对常规超声检测难以直观地显示被检对象缺陷的形状及走向等问题,开展矩阵换能器超声三维成像方法研究。超声三维成像技术具有直观显示被测对象内部缺陷三维特征的优点,基于矩阵换能器的超声三维成像方法具有扫查速度快、分辨率高等优点,是当前超声三维成像技术的研究热点。本文介绍了矩阵换能器体扫查原理及其控制方法;提出了矩阵换能器体扫查时三维体数据采集方法和数据融合算法;基于矩阵换能器和相控阵板卡系统对铝标样等试样进行了体扫查检测实验,采用等值面和体绘制两种算法对缺陷进行三维成像,并对单一缺陷进行了定量分析,定量精度较高。研究结果表明,矩阵换能器超声三维成像方法能够表征缺陷的三维形貌特征,在无需移动换能器的情况下便可实现缺陷三维检测,是超声三维检测的有效方法。     

阵列解析式超声聚焦换能器研制及空间感测分析方法研究

传统的超声聚焦换能器大都采用单一的压电感测元件作为接收源,接收信号为作用于压电材料上的反射声场积分结果,无法反映反射声场的空间分布特性。采用激励与接收相分离的方式,研制一种新型阵列解析式超声聚焦换能器,利用多个感测元件为接收单元,通过一套基于FPGA技术的高速超声检测系统,实现了对被测试件反射声场的空间分布信号的采集和分析。阐述阵列解析式超声换能器的设计与制作方法,对换能器的多个感测元件的激励响应特性进行标定,利用该换能器的阵列感测元件的空间分布特性,对多角度声场感测信号进行分析和处理。以阶梯试件的台阶高度为测试对象开展空间感测声场测试方法分析试验研究,达到预期效果,为不规则裂缝缺陷检测奠定了基础。     

一种复杂结构件圆柱面扩散焊缝阵列超声检测方法

航空发动机某高温合金盘构件采用盘体与叶片环进行焊接的方式制备，由于构件结构复杂，在检测圆柱形焊接面缺陷时，采用单晶超声检测换能器检测效率不高，缺陷信号信噪比低。为提高该种结构件的检测能力，研究圆柱面焊缝的阵列超声自动检测方法，分析面积型缺陷和声源的相对位置对缺陷反射声压和波型转换的影响，提出一种基于双阵列换能器的一发一收检测方案。根据高温合金盘结构设计基于双阵列换能器的声束发射-接收方法和圆柱面焊缝全覆盖检测方案；基于时域有限差分方法建立高温合金盘的阵列超声声学响应仿真模型，对检测参数进行设计和优化。对含有人工缺陷的实际试样进行检测试验，结果表明所提出的双阵列超声换能器检测方法能有效检测到圆柱面焊缝区域? 2 mm的当量缺陷。     

基于非轴对称激励的管道裂纹时反导波检测研究

为解决目前管道导波时间反转检测方法需采用较多通道同步激励、接收的问题,在分析管中弯曲纵向模态簇导波激发特性的基础上,提出一种基于单一斜探头局部加载激励L(M,2)簇的时反检测方法。通过超声斜探头阵列和自行研制的时反激励/接收板卡验证该方法的可行性,并试验研究初始激励信号的类型、频率及时反窗宽等因素对管道裂纹时反检测效果的影响。结果表明,在不同检测频率,采用窄带和宽带信号进行初始激励,时反后相对时反前缺陷回波幅值均有较大提高,且回波信噪比也有较大改善,能明显区分出缺陷波包。     

超声波换能器测风阵列的优化设计

为了减弱风场在超声波换能器测风阵列中产生湍流,降低湍流对信号采集精度的影响,分析了换能器阵列影响流场的因素,采用6个收发一体的超声波换能器,设置独立的3条测风路径,根据不同来流方向,建立了风速计算模型,结合换能器晶片的工作特性,改进测风阵列的设计,降低了阴影效应的影响。利用FLUENT软件,通过设置不同的雷诺数、来流风速和风向参数,仿真了流场在阵列中分布特性,得到阵列速度云图和测风路径速度变化图,验证了改进后的测风阵列性能有效提升,说明了所设计阵列能满足测风精度提高的要求。     

Ultrasound Imaging of Pipeline Crack Based on Composite Transducer Array

Cracks, especially small cracks are difficult to be detected in oil and gas transportation pipelines buried underground or covered with layers of material by using the traditional ultrasonic inspection techniques. Therefore, a new composite ultrasonic transducer array with three acoustic beam incidence modes is developed. The space model of the array is also established to obtain the defect reflection point location. And the crack ultrasound image is thus formed through a series of small cubical elements expanded around the point locations by using the projection of binarization values extracted from the received ultrasonic echo signals. Laboratory experiments are performed on a pipeline sample with different types of cracks to verify the effectiveness and performance of the proposed technique. From the image, the presence of small cracks can be clearly observed, in addition to the sizes and orientations of the cracks. The proposed technique can not only inspect common flaws, but also detect cracks with various orientations, which is helpful for defect evaluation in pipeline testing.     

Ultrasound Imaging of Pipeline Crack Based on Composite Transducer Array

Cracks, especially small cracks are di cult to be detected in oil and gas transportation pipelines buried underground or covered with layers of material by using the traditional ultrasonic inspection techniques. Therefore, a new com?posite ultrasonic transducer array with three acoustic beam incidence modes is developed. The space model of the array is also established to obtain the defect reflection point location. And the crack ultrasound image is thus formed through a series of small cubical elements expanded around the point locations by using the projection of binariza?tion values extracted from the received ultrasonic echo signals. Laboratory experiments are performed on a pipeline sample with di erent types of cracks to verify the e ectiveness and performance of the proposed technique. From the image, the presence of small cracks can be clearly observed, in addition to the sizes and orientations of the cracks. The proposed technique can not only inspect common flaws, but also detect cracks with various orientations, which is helpful for defect evaluation in pipeline testing.     

A Parametric Study of Beam Steering for Ultrasonic Linear Phased Array Transducer

All the parameters of a linear phased array may affect the performance and cost of the ultrasonic inspection system. The characteristic of the acoustic field for an array transducer is the most important factor whether the echo information of the inspected area in a specimen can be obtained and utilized effectively, and it is the main basis of designing a phased array. A mathematical model was presented to simulate the characteristic of an acoustic field radiated from an ultrasonic linear phased array on the basis of Huygens' principle. Based on the model, the beam directivity function can be obtained, and the effects of inter-element spacing, number of elements, element width, and transducer center frequency on beam directivity and steerability in a linear phased array transducer are systematically discussed.     

水声换能器及其研究和发展

阐述了水声换能器和频响特性、指向性及不同尺寸和频率范围的换能器的多种不同的校准方法，就其优缺点进行了比较。并具体介绍我国自声学院声学所成立以来水声换能器在换能材料和声学无源材料、换能吕和基陈以及水下电声测量等3个方面的取得的研究和成果。介绍了在压电陶瓷、吸声材料、换能器各种基阵等方面取得的国内外领先成果和应用现状。最后给出我国水声换能器的发展方向及动态，对其发展前景作了展望。     

Simulation of acoustic fields of synphase electromagnetic-acoustic transducers

A model of the formation of acoustic fields of a synphase EMA transducer of longitudinal and transverse waves in the form of a phased array of elements with a current is proposed. This model takes several parameters into account, such as the number and dimensions of individual elements of the array and its aperture, the operating frequency, and the gap in both the far- and near-field zones of the transducer.