基于TDC的表面波压力测量系统

基于表面波的压力无损测量方法要求精确地测量表面波在介质中的传播时间.针对参比式和计算修正式压力测量方法,本文开发了一套双路可循环超声波压力测量系统.该系统既可以使用回振法测量超声波传播时间,又可以同时测量两路超声波的时间差.实验结果表明,该系统用于时间测量时均方根误差为0.0077ns,用于参比式压力测量时最大绝对误差不大于0.07MPa,用于计算修正式压力测量时最大绝对误差不大于0.12MPa,达到了较高的精度.     

工业管道可变径内检测机器人

以常见的外径为219mm和273mm的工业管道为研究对象,针对其水平管段、垂直管段、弯头、变径节等部位的检测,研制了可变径内检测机器人。该机器人采用连杆支撑的3个独立履带驱动模块以适应不同管径以及不同姿态的爬行,采用柔性滑动机构以自动适应管径的微小变化并提高越障能力,采用薄膜压力传感器采集三履带与壁面之间的压力以对机器人的姿态位置进行闭环控制。试验结果表明,该机器人具有较好的工业管道检测环境适应能力,可顺利通过水平、垂直、弯头及变径管段,可以搭载各种检测模块对工业管道进行检测。     

焊缝磁粉检测图像自动分拣系统的设计与应用

定期对球罐等承压设备的焊缝进行磁粉检测是保障其安全的重要措施,发展基于爬壁机器人的磁粉检测系统是球罐自动检测作业的重要方向。爬壁检测机器人携带有视觉传感器,可实时采集磁粉检测结果。故,磁粉检测图像的快速自动缺陷分析是实现爬壁检测机器人的重要研究基础。通过图像像素分析法,对视觉传感器收集的实时图像进行自动识别,并将图像快速自动分拣归类到无缺陷、有缺陷及可疑图像等3个文件夹,以协助磁粉检测人员快速识别焊缝缺陷。     

基于Rayleigh波的薄壁容器温度与压力测量方法

为了提高薄壁容器抗压能力,保证薄壁容器的安全运行,提出了一种压力与表面温度的非侵入式测量方法.基于Rayleigh波传播速度与传播介质的应力、温度有关这一原理,通过理论推导和实验研究,建立了Rayleigh波传播时间与容器表面温度、容器压力之间的实用模型.基于这一模型,通过测量Rayleigh波沿容器壁面轴向和切向固定距离上的传播时间可以同时测量容器的表面温度和内部压力.实验结果表明,这种表面温度测量方法响应速度快,且对被测表面温度场影响小;测量压力时不需要在容器上开孔,实现了无损测量,提高了压力容器的安全性.     

温度开关动态特性测试方法研究

针对温度开关无法按照常规方法得到时间常数的问题,提出了一种测试温度开关动态特性的方法。采用一只温度传感器作为标准器,通过程序控制温度源,使温度按一定速率进行升温,实时记录温度值。按照不同的升温斜率连续实施两次,利用得到的动作温度数据建立数学模型,从而求出温度开关的时间常数。选取不同的温度传感器作为标准器,对两只德国产温度开关进行测试,分析其对计算出的时间常数的影响。实验结果表明,计算出的时间常数最大相对误差为4.86%,满足温度开关时间常数的测试要求。此方法可推广到研究其他种类的开关,比如湿度开关。     

基于内容的SIFT+LSH管道缺陷检索算法研究

各个城市对地下管道安全的检测一直是研究的热点和难点。传统的检测仪器不仅费时费力而且误检率特别高,随着技术的发展计算机视觉相关的方法也有在管道检测中应用,但是检测的速度和效果不尽人意。针对当前传统的检测方法操作复杂,成本高的问题,提出了一种基于内容的SIFT+LSH管道缺陷图像检索方法。该方法首先选取了优势较为明显的局部特征SIFT,充分利用了管道缺陷图像的特征,同时选取LSH算法对图像SIFT特征进行优化,将其转化为Hash编码,提高了检索速度。实验结果表明,基于SIFT特征和LSH算法的管道缺陷检索方法,相比与传统的SIFT特征和欧式距离的检索方法,大大提高了检索的速度,使得检测人员在实际操作中能够更快地获取到比较满意的检索结果。     

考虑温度影响的表面波压力测量模型研究

薄壁压力容器是一种常见的工业设备,为了保证生产过程的顺利进行,经常需要检测它们的压力。表面波在材料表面的传播速度与表面应力有关,因此以表面应力为中间变量,建立了被测容器压力与由此引起的表面波传播时间变化之间的关系模型。考虑温度、温度应力对表面波传播速度的影响,以及温度变化引起的热变形对传播距离的影响,推导了表面波压力检测的修正模型,并对修正模型各参数进行了分析,得到简化模型。实验证明了模型的正确性。使用该方法时,压力测量最大误差为0.11 MPa,平均误差为0.045 MPa。     

隧道火灾后衬砌混凝土抗压强度的超声检测

为快速、准确、无损地判断火灾对隧道衬砌结构混凝土的烧损程度,基于超声法对在200～800℃范围内恒温2、3、4 h后混凝土试块的声学参数、剩余抗压强度进行试验研究,分析声时、幅值、声速的变化,验证超声回弹综合法对于混凝土强度测试的适用性。结果表明:200～800℃范围内,随受火温度升高,声时增加,幅值、声速下降,衬砌混凝土声速随温度变化稳定且二者存在较好的线性关系。火灾后隧道衬砌混凝土的剩余抗压强度与声速值、回弹值有较好的相关性,通过最小二乘法拟合得到的测强公式相关系数为0.93,在实际检测中可使用超声回弹综合法确定火灾后衬砌混凝土的剩余抗压强度,判断损伤程度。