基于激光超声技术的产品成型耦合控制方法

将激光超声波脉冲应用在材料成型中,提高产品的成型稳定性,提出基于激光超声技术的产品成型耦合控制方法。根据脉冲激光激发的超声波热力学及光谱偏移特性,构建激光超声在材料试件上的二维热传导模型,根据产品成型弹性体内的瞬态位移场分布特性,建立激光热力学耦合控制模型。测试结果表明,设计系统的产品成型检测的覆盖面较大,材料缺陷定位误差平均为3.61%,产品成型的裂缝条数最多为12条,平均成型精度为99.42%。     

基于横波衍射法应用激光-电磁超声检测内部缺陷

为了有效评估出工件内部缺陷的深度,提出了脉冲激光激励和电磁超声换能器接收的非接触式检测方法。分析了超声波的烧蚀激励原理,体波作用于缺陷后的衍射现象,以及电磁超声的接收过程。依据横波衍射理论,当电磁超声换能器处于缺陷正上方时,衍射信号的渡越时间将取得最小值,基于此推导了缺陷深度计算公式并讨论了检测盲区。搭建了工件内部缺陷的激光-电磁超声检测系统,先后测量了内部含有圆孔和不同倾角裂纹的工件试样。在固定激励点的前提下,移动电磁超声换能器,观察信号渡越时间的变化规律,以及分析衍射横波的相位特征。提取衍射横波的最小渡越时间并求得缺陷深度值,其相对误差均在±3之内。实验结果表明,激光-电磁超声检测方法能够有效测量出缺陷深度,可作为接触式压电超声检测技术的一种补充方案,应用于无法满足耦合条件的场合。     

基于光纤传导的钢轨踏面缺陷激光声磁检测

针对较容易产生缺陷的钢轨 踏面检测要求,建立了基于光纤传导技术的钢轨踏面裂纹缺陷激光声磁检测(EMAT)系统。 系统通过光纤传导 脉冲激光照射到钢轨踏面激发出超声表面波,表面波在传播过程中遇到钢轨踏面缺陷时发 生模式转换成 横波,再使用电磁超声技术接收超声转换成横波信号。通过本文系统对钢轨试样不同位置 进行扫查,能精 确检测出钢轨踏面裂纹缺陷。实验结果表明,本文系统具有非接触、结构灵活和灵敏度高 等优点,可实现钢轨踏面裂纹缺陷的有效检测。     

激光超声结合CNN的铸件缺陷检测方法

检测金属铸件在工程和使用过程中可能存在的缺陷,应用基于热弹机制的激光超声可视化检测仪对铸件进行扫描并将信号制成最大振幅图像,实现对铸件的可视化检测。为了高效、快速地对最大振幅图进行批量处理,结合卷积神经网络图像处理技术对最大振幅图进行识别。针对任务需要设计了一个卷积神经网络架构对最大振幅图进行识别,识别过程中通过改变卷积层和卷积核大小设置了不同的卷积神经网络架构,将预先设计的架构与其他的架构进行横向对比,实验结果表明预设架构综合性能最好。相同实验条件下,该卷积神经网络架构为使用最大振幅图检测铸件缺陷提供了一个有效可行的方案。     

基于阈值频率的激光超声缺陷检测

针对激光超声技术难以定量分析、检测金属样品缺陷的问题,根据不同缺陷深度处反射与透射表面波的频率交叉现象,提出了阈值频率,研究了表面缺陷深度与其对应波长的关系。通过小波分解和频谱分析,探讨和分析了反射波和透射波在频谱能量图中的波形分布特征。结果表明:由阈值频率计算的波长与缺陷深度之间的关系(即λ=4 h)与理论数据分析结果吻合良好;并随着缺陷深度的增加,波长也随之表现出线性增加的特性。由此可见,该分析方法达到了预期的效果,为表面缺陷深度的进一步定量表征提供了参考方向。     

激光超声表面缺陷检测的实验方法

提出了一种非接触式、全光学激光超声检测的实验方法。利用Nd：YAG脉冲激光器、He-Ne激光器和平衡接收器构建一套基于光束偏转法的光差分检测系统，测量了表面带缺陷Al样品的声表面波（SAWs）。通过实验获得了SAWs经过表面缺陷时产生的反射回波及透射波形的特征，说明了线光源产生的超声波非常适合材料表面缺陷的检测。     

钢轨超声探伤数据记录系统的设计

介绍了由PC机、单片机、GPS模块构成的钢轨超声探伤数据记录系统的组成、工作原理和实现方法，给出了数据处理软件的设计思路。该系统能对手推车式钢轨探伤仪的仪器运行状况、作业过程进行实时监测与记录，为钢轨探伤作业的科学有效管理提供了一种技术手段。     

弧形表面缺陷的激光超声检测方法研究

利用激光超声技术,研究生产中常见的弧形表面缺陷的无损检测方法。首先基于热弹机制建立弧形表面缺陷检测的有限元仿真模型,探究不同尺寸参数的缺陷对表面波反射回波及透射波的影响;然后采用经验模态分解法对带有缺陷信息的反射回波和透射波信号进行了分解,提取相应特征频率的信号进行叠加;最后根据超声特征参数的变化规律,建立了缺陷深度的预测模型。结果表明,利用透射波特征参数计算得到的缺陷深度与实际缺陷深度相比的最大误差仅为0.6%,因此提出的预测模型具有较高的精度,可用于弧形表面缺陷的现场检测。     

基于激光超声的管道缺陷定量表征方法研究

为利用激光超声技术实现管道缺陷的定量表征,应用有限元方法分析被激光辐照金属管道表面产生的超声波与管道缺陷相互作用的过程。通过传播图像探究超声波在传递过程中的模式转换,在远场激发的方式下,分别探讨不同高度、宽度以及角度的缺陷对激光超声波的影响,结合接收点的位移信号分析超声波与缺陷作用的复杂过程,并应用惠更斯原理分析其产生的原因,最后提出一种管道缺陷定量表征的方法。通过试验研究对理论结论进行验证。试验研究和理论结论表明,缺陷位置可通过表面波遇到缺陷后产生反射回波信号的接收时间定量表征,缺陷深度可通过缺陷底部产生反射表面波信号的接收时间定量表征,缺陷角度可通过缺陷底部表面波转化纵波信号的接收时间定量表征,为逆向推算缺陷的尺寸奠定了理论基础。     

合金弹头超声检测缺陷特征提取方法研究

在对合金弹头内部及近表面缺陷进行超声检测时,由于噪声干扰等原因,使得从超声回波信号中很难识别出缺陷回波的准确位置,进而影响对合金弹头缺陷的准确定位与重构,必须对回波信号进行处理。首先简要论述了合金弹头超声波检测原理和方法,然后针对采集的超声回波信号采用了小波时频分析方法进行缺陷特征提取。实验结果表明：采用小波时频分析方法进行缺陷特征提取能够较准确地判断出合金弹头内部及表面缺陷所存在的位置,为合金弹头的缺陷识别提供了有利的参考。     

激光测降雨的实验及检查透明介质中微粒缺陷的探讨

本文描述了激光测降雨的装置,给出了测降雨的采样数据。与通用的翻斗雨量计相比较,讨论了它的实用性。也可用此方法检查透明介质中的微粒缺陷。     

激光参数及激光超声探测方法对超声信号影响

文中通过激光超声激发过程理论模型,获得激光超声信号的波形特点,并分析相关参数对激发超声信号的影响。应用两种不同的激光超声探测方法对激光超声信号进行探测,即分别采用超声探头和基于双波混合干涉的光学探测方式搭建两种实验装置。实验针对入射激光参数对激发超声信号的影响及两种探测方法获得激光超声信号的特点进行分析。通过实验验证了理论分析结果,得出入射激光参数会影响激发超声的幅度,而基于双波混合干涉的光学探测方式可以获得更为完整的超声波形信息。     

基于超声相控阵的轮辋探伤实证分析

基于相控阵超声探伤技术,采用直射声束法对轮辋轴向缺陷试块中横孔的径向深度和轴向深度进行了检测,精确定位了横孔的位置,并通过AVG曲线法对缺陷的尺寸进行了定量评定和分析。实验结果表明,缺陷较浅则检测的误差波动较小、干扰波较少;缺陷较深则可能出现轮廓回波等非缺陷波,对缺陷回波的分析有较大影响;远场区的缺陷可以通过AVG曲线进行精确评定。     

基于FPGA的八通道超声探伤系统设计

文中提出了一种基于FPGA的八通道超声探伤系统设计方案。该系统利用低功耗可变增益运放和八通道ADC构成高集成度的前端放大和数据采集模块;采用FPGA和ARM作为数字信号处理的核心和人机交互的通道。为了满足探伤系统实时、高速的要求,我们采用了硬件报警,缺陷回波峰值包络存储等关键技术。此外,该系统在小型化和数字化方面有显著提高,为便携式多通道超声检测系统设计奠定基础     

激光散射式技术在钢球表面缺陷检测中的应用

针对目前钢球表面反射率高、缺陷特征难以提取等问题,提出了一种基于机器视觉技术,利用钢球表面激光散射图片快速检测表面缺陷的方法。介绍了系统的结构和检测原理,搭建了系统检测平台。分析了利用形态学、边缘连接等图像处理算法提取缺陷散斑,利用圆度因子和延长因子判别缺陷类型的处理过程,并基于LabVIEW软件平台,选取不同缺陷的钢球样本进行了试验测试。实际试验表明,利用钢球表面激光散射图可以有效提取表面凹坑、麻点、刻痕等缺陷信息,系统可以快速准确地识别钢球的表面缺陷,可用于钢球表面缺陷的在线检测,具有很好的实用价值和应用前景。     

基于小波变换的轨道超声检测数据压缩研究

随着我国铁路几次大提速,轨道探伤工作的压力越来越大,提高现役钢轨检测速度的同时,原始检测数据的数据量也会迅速增大,超声数据的实时压缩算法的研究十分必要。小波变换近年来被广泛用于超声数据信号的处理,包括小波去噪、小波压缩等。文中重点研究了小波基、分解层数以及阈值的选取等因素对小波压缩效果的影响,通过仿真给出了最合适的参数以优化压缩算法。     

激光超声信号去噪方法的研究

针对激光超声信号信噪比低的问题,分析了干扰噪声的特点,设计了基于数字平均和小波分析相结合的数据采集与处理系统。利用外部同步触发技术,间隔采集若干次激光超声信号,将各次采样信号相加平均,最后选择合适的小波基、分解层数和阈值方法,对数字平均后的信号进一步进行小波去噪处理。实验结果表明,该方法能够有效去除信号中的干扰噪声,提高信号的信噪比(SNR)。     

Online-offline laser ultrasonic quality inspection tool for multilayer ceramic capacitors-Part I

The advent of surface-mounted devices has allowed continued size decreases in electronic packages. However, the decrease in device size has led to other manufacturing problems. Therefore, as devices decrease in size, inspection technology must be developed to maintain consistent levels of quality without increasing manufacturing process time. The focus of most inspection technologies, such as X-ray inspection, in-circuit testing, and acoustic microscopy, is on finding defects with solder joint interconnects, but some devices, such as multilayer ceramic capacitors (MLCC), have failures not relating to the solder connection. Defects in MLCCs, known as flex cracks, are commonly caused by manufacturing processes, and no current means of detection exists, unless the cracks cause a device to fail a functional test. A laser ultrasonic and interferometric system, providing a noncontact, nondestructive, and online approach for microelectronic package quality inspection is designed and presented. A pulsed infrared laser excites a specimen into vibration through laser-generated ultrasound, and the vibration displacement is measured using an interferometer. Differentiation between acceptable and unacceptable devices is achieved using signal-processing techniques that compare waveforms between two devices, where one of the waveforms is a reference waveform from a good MLCC. Results are presented for a case study involving MLCCs that have intentionally induced flex cracks, causing the devices to fail a capacitance leakage test. The system has the capability of detecting open connections and flex cracks in the MLCC packages.     

一种基于超声波的窃听方法

提出一种超声窃听方法,并简要地介绍其工作原理和实现方式。该方法用超声波传感器发射和接收40kHz频率的超声波,由超声发射探头朝待测波源处发射等幅超声波信号,在声源处被声音信号调制,反射回来的信号被超声波接收探头接收,并经接收模块进行检波、滤波、功率放大等处理,实现声音的还原,达到窃听的效果。