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基于微波法的PE管道检测
1
作者 李易阳 徐平 +6 位作者 张斌龙 魏娟 薛英辉 刘亚超 邓作炜 王瑜 曾群锋 《无损检测》 2026年第1期17-23,共7页
金属管道由于易锈蚀、质量大等特性逐渐被非金属材料管道替代,聚乙烯材料在管道业中的应用占比日渐增加。聚乙烯管道在制造、运输、安装以及服役过程中可能出现孔洞、裂纹、夹杂等缺陷,从而导致管道运输失效,但传统无损检测方法在应对... 金属管道由于易锈蚀、质量大等特性逐渐被非金属材料管道替代,聚乙烯材料在管道业中的应用占比日渐增加。聚乙烯管道在制造、运输、安装以及服役过程中可能出现孔洞、裂纹、夹杂等缺陷,从而导致管道运输失效,但传统无损检测方法在应对新型介电材料时存在局限性甚至难以检测。针对该问题,分析了微波反射法检测原理,利用CST仿真软件搭建聚乙烯管道微波检测模型,并结合微波射频电路开发了聚乙烯管道微波检测试验台架对仿真结果进行验证。结果表明,微波检测法在聚乙烯管道业中具有较大的发展潜力,设计的射频电路检测方案有助于微波检测装置的小型化、便携化、智能化。 展开更多
关键词 微波电路 聚乙烯管道 微波无损检测 CST仿真
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一种基于元学习的改进YOLO钢管表面缺陷小样本检测模型 被引量：3
2
作者 李凌波 田彦 +1 位作者 江旭东 董宝力 《机电工程》 北大核心 2025年第5期985-993,共9页
针对产品表面缺陷样本数稀缺时的深度学习缺陷检测效果不佳问题,提出了一种基于元学习策略的改进YOLO-SBN模型,用于小样本缺陷检测。首先,为了提高提取全局特征信息的能力,采用了Swin Transformer作为骨干网络模型,引入注意力机制提取... 针对产品表面缺陷样本数稀缺时的深度学习缺陷检测效果不佳问题,提出了一种基于元学习策略的改进YOLO-SBN模型,用于小样本缺陷检测。首先,为了提高提取全局特征信息的能力,采用了Swin Transformer作为骨干网络模型,引入注意力机制提取了特征图的判别能力;然后,为了提高特征融合能力并降低计算复杂度,通过加权双向特征金字塔网络(BiFPN)结构优化了特征提取器的颈部网络,平衡了YOLO-SBN模型的有效性和效率;最后,采用归一化注意力模块(NAM)优化权重调整了模块,增强了浅层缺陷特征的模型表达,并基于这些增强的特征进行了检测;使用金属表面热轧缺陷公开数据集NEU-DET验证了YOLO-SBN模型的算法性能。研究结果表明:对于小样本缺陷检测,YOLO-SBN模型在平均准确率(mAP)方面提高了4.1%;在新类缺陷样本规模数量为50的小样本情况下,改进后的检测模型对新类数据适应性最强。由此可见,该YOLO-SBN模型在提高检测精度和提升模型泛化能力方面具有一定优势。 展开更多
关键词 小样本目标检测 表面缺陷 元学习 特征网络 归一化注意力模块 平均准确率 双向特征金字塔网络(BiFPN)
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弱铁磁性奥氏体不锈钢管内氧化皮检测技术 被引量：1
3
作者 刘峰 张帅 +2 位作者 张双楠 蔡桂喜 李建奎 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第1期73-82,共10页
【目的】为提高机组发电效率和加快发展绿色低碳经济,超(超)临界机组已经逐渐成为国内火力发电的主力机组。作为超(超)临界机组的关键部件,锅炉管大多采用奥氏体不锈钢管制作。锅炉管长期在高温高压和蒸汽的环境下服役,管道内壁因发生... 【目的】为提高机组发电效率和加快发展绿色低碳经济,超(超)临界机组已经逐渐成为国内火力发电的主力机组。作为超(超)临界机组的关键部件,锅炉管大多采用奥氏体不锈钢管制作。锅炉管长期在高温高压和蒸汽的环境下服役,管道内壁因发生氧化而产生氧化皮。机组的启停导致内壁的氧化皮易发生脱落并堆积在管内,当氧化皮的堆积量达到一定程度时会导致管道局部堵塞,从而引发爆管事故。然而,现场氧化皮的定量检测一般采用磁性无损检测方法,但冷加工和长期老化等原因使得锅炉管具有弱铁磁性,导致现有的氧化皮磁性定量检测方法的测量结果不准确。【方法】针对弱铁磁性奥氏体不锈钢管内氧化皮堵塞量检测的问题,通过扩大磁路的方式提出了一种新型磁性检测方法。采用有限元模拟将现有磁性检测方法与新型磁性检测方法的仿真结果作对比,分析了现有磁性检测方法无法应用于弱铁磁性锅炉管内氧化皮检测的原因。【结果】对于现有磁性检测方法,当锅炉管有弱铁磁性时,氧化皮堵塞面积比的绝对误差值范围为138%~474%;对于新型磁性检测方法,当锅炉管有弱铁磁性时,氧化皮堵塞面积比的绝对误差值范围为3.4%~6.7%,新型磁性检测方法绝对误差值远小于现有磁性检测方法,新型磁性检测方法受管磁性影响较小,可适用于弱铁磁性锅炉管内氧化皮的定量检测。利用新型磁性检测方法,通过不同壁厚标准试样内不同堵塞面积比氧化皮的检测实验,建立了检测信号值与不同壁厚标准试样内的不同氧化皮堵塞面积比之间的对应关系,验证了上述仿真结果的正确性;通过对装有不同堵塞面积比氧化皮的现场管进行实验,验证了标定公式的正确性,并计算了新型磁性检测方法的检测误差值。试样标定实验测得弱铁磁性试样内氧化皮堵塞面积比的最大绝对误差值范围为1.2%~5.6%,最大绝对误差值小于5.6%,现场管实验测得弱铁磁性试样内氧化皮堵塞面积比的最大绝对误差值范围为1.5%~6.4%,最大绝对误差值小于6.4%。【结论】新型磁性检测方法受管壁磁性影响较小,误差值满足实际工程需要,该技术可实现对弱铁磁性奥氏体不锈钢管内氧化皮堵塞量的无损检测与评定。 展开更多
关键词 弱铁磁性 奥氏体不锈钢管 氧化皮 仿真 磁路 磁性检测 有限元 无损检测
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电液激振系统单神经元PID闭环控制研究 被引量：2
4
作者 贾文昂 陈泽吉 +2 位作者 陈统中 倪子帆 李胜 《浙江工业大学学报》 北大核心 2025年第3期310-315,345,共7页
以高频电液激振系统载荷力闭环控制以及提升系统鲁棒性为目标,提出了一种基于单神经元PID算法的电液激振控制系统。首先,阐述电液激振系统的结构组成,分别建立电液激振系统以及控制器的数学模型;然后,利用Matlab/Simulink平台对激振系... 以高频电液激振系统载荷力闭环控制以及提升系统鲁棒性为目标,提出了一种基于单神经元PID算法的电液激振控制系统。首先,阐述电液激振系统的结构组成,分别建立电液激振系统以及控制器的数学模型;然后,利用Matlab/Simulink平台对激振系统载荷力的幅值与偏移闭环进行仿真研究;最后,以电液疲劳试验机作为对象,采用阶跃试验测试单神经元PID算法作用下电液激振系统载荷力幅值与偏移的实际控制效果。试验结果表明:单神经元PID算法下,电液激振系统在不同工作频率输出载荷力的幅值与偏移闭环响应迅速,鲁棒性强。当频率为800 Hz时,载荷力幅值达到稳态所需要的调节时间为2.7 s。载荷力范围变动性最大为1.43%。在电液激振系统中应用单神经元PID控制算法可以实现载荷力幅值与偏移的闭环控制。 展开更多
关键词 电液激振系统 单神经元PID 激振阀 载荷力幅值与偏移闭环
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基于增量磁导率的电镀镍层拉应力定量检测方法
5
作者 何存富 王楠 +3 位作者 李途岩 李鹏 王钰珏 刘秀成 《实验力学》 北大核心 2025年第1期1-10,共10页
电镀工艺中镀层的应力状态是影响电镀产品性能的重要因素。本文针对微米级厚度镍镀层的应力检测问题,采用增量磁导率检测技术对金属构件表面微米级厚度镍镀层的拉应力进行无损检测与评估。首先,搭建了可同步测量电镀镍层表面拉力、应变... 电镀工艺中镀层的应力状态是影响电镀产品性能的重要因素。本文针对微米级厚度镍镀层的应力检测问题,采用增量磁导率检测技术对金属构件表面微米级厚度镍镀层的拉应力进行无损检测与评估。首先,搭建了可同步测量电镀镍层表面拉力、应变和增量磁导率信号的实验装置,在此基础上开展了增量磁导率检测实验;其次,定性分析了拉应力对增量磁导率蝴蝶曲线的影响规律,并从实验信号中优选出2种对镍镀层拉应力敏感的特征磁参量;最后,基于二次函数定量分析了特征磁参量对电镀镍层试样表面拉应力的表征能力。结果表明:选取的2种增量磁导率特征磁参量与拉应力呈抛物线依赖关系(拟合优度大于0.95),建立的磁参量与拉应力关系方程可以实现最薄2.809μm厚度的镍镀层上拉应力的定量检测。 展开更多
关键词 增量磁导率 电镀镍层 拉应力 定量检测
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锆合金包壳氧化膜厚度涡流检测探头仿真优化与设计 被引量：1
6
作者 刘永生 葛玖浩 +4 位作者 蒋维宇 马旭东 邓志勇 高三杰 李宏玉 《无损检测》 2025年第1期40-46,共7页
核燃料组件长期在高放射性、高温深水等极端恶劣的环境下运行,燃料棒表面极易产生氧化膜,从而影响燃料组件的运行。因此,获取燃料棒上氧化膜数据,可为分析燃料腐蚀性能和堆内运行状态提供数据支撑。利用COMSOL软件建立锆合金表面氧化膜... 核燃料组件长期在高放射性、高温深水等极端恶劣的环境下运行,燃料棒表面极易产生氧化膜,从而影响燃料组件的运行。因此,获取燃料棒上氧化膜数据,可为分析燃料腐蚀性能和堆内运行状态提供数据支撑。利用COMSOL软件建立锆合金表面氧化膜厚度检测仿真模型,对所设计探头的整体结构尺寸参数和激励参数进行了优化分析,对其线圈阻抗幅值和相位变化与各影响因素之间的对应关系进行了分析。仿真结果表明,线圈参数按对检测灵敏度的影响程度排列,从高到低依次为:匝数、中径、高度和宽度。利用仿真结果设计制作了一种新型的氧化膜测厚探头,利用氧化膜测量系统开展锆合金板表面非金属膜片测试试验,试验结果表明,该氧化膜探头检测精度较高,测量偏差小于5μm。 展开更多
关键词 氧化膜厚度测量 探头几何参数 仿真分析
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碳纤维增强型复合材料分层缺陷的中频涡流C扫描成像检测
7
作者 王楠 何存富 +2 位作者 刘秀成 梁雪斌 李鹏 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第8期897-907,共11页
碳纤维增强型复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)在制备和服役过程中容易诱发多种损伤,其中分层缺陷对材料的潜在破坏性最大。针对CFRP中分层缺陷的检测问题,采用涡流C扫描检测技术对碳纤维复合材料板内分层缺陷进行可视... 碳纤维增强型复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)在制备和服役过程中容易诱发多种损伤,其中分层缺陷对材料的潜在破坏性最大。针对CFRP中分层缺陷的检测问题,采用涡流C扫描检测技术对碳纤维复合材料板内分层缺陷进行可视化成像。基于成像结果,建立数学统计模型对缺陷面积进行重构,通过分析不同阈值对重构效果的影响以实现涡流对分层缺陷面积检测精度的量化评估。在此基础上,研究缺陷埋深与不同方向涡流特征曲线的变化规律,揭示涡流对板内分层缺陷深度的检测能力。试验结果表明,建立的中频(小于1 MHz)涡流C扫描成像系统可以实现CFRP板内最小直径5 mm、埋深0.5 mm分层缺陷的三维成像与定量评估。研究工作为碳纤维复合材料板内分层缺陷的无损检测与评估提供了一种可行思路。 展开更多
关键词 碳纤维增强型复合材料 分层缺陷 涡流 C扫描成像 缺陷面积 深度
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基于J-A模型的双相钢金相占比无损预测方法与试验研究
8
作者 吴斌 周鑫华 +2 位作者 王钰珏 刘秀成 李鹏 《机械工程学报》 北大核心 2025年第14期142-149,共8页
双相钢是由马氏体或奥氏体与铁素体基体构成的钢,不同金相占比的钢种其材料力学性能也不同。光学金相观测是对钢铁材料金相识别应用最广的方法,观测前需要对被测对象进行磨制、侵蚀等步骤,破坏材料表面的结构完整性。为实现对双相钢材... 双相钢是由马氏体或奥氏体与铁素体基体构成的钢,不同金相占比的钢种其材料力学性能也不同。光学金相观测是对钢铁材料金相识别应用最广的方法,观测前需要对被测对象进行磨制、侵蚀等步骤,破坏材料表面的结构完整性。为实现对双相钢材料金相占比的无损评估,试验测试5种双相钢的磁滞回线检测结果,建立基于J-A方程的磁滞模型,选取马氏体和铁素体含量最高的磁滞回线结果作为已知项,利用双相响应剂量函数预测其他三种材料的磁滞结果,基于试验测量马氏体和铁素体含量较高的钢种,利用双相响应剂量拟合函数对两相含量接近的材料进行预测,预测结果与试验结果对比。分析结果表明:基于J-A模型的金相组织占比预测方法,能表征矫顽力与马氏体占比呈正相关的变化规律,并进一步分析了剩磁和饱和磁感应强度与试验结果不一致的原因。 展开更多
关键词 J-A模型 双相钢 金相占比 无损检测
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极端环境声学检测理论与技术研究进展
9
作者 刘洋 营笑 +4 位作者 汪照 闫一天 刘益维 曾周末 邓明晰 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第4期631-641,838,共12页
极端环境下工程结构的服役安全性与寿命保障问题日益凸显,无损检测与结构健康监测技术在航空航天、深海装置、能源储运系统等关键工程领域发挥着重要作用。超声导波监检测作为结构健康监测技术中的重要手段,因其远距离传播能力强、模态... 极端环境下工程结构的服役安全性与寿命保障问题日益凸显,无损检测与结构健康监测技术在航空航天、深海装置、能源储运系统等关键工程领域发挥着重要作用。超声导波监检测作为结构健康监测技术中的重要手段,因其远距离传播能力强、模态丰富及对损伤敏感性高的特性,已广泛用于结构状态评估。然而,在高温、高压、深冷等极端工况下,导波信号易受到频散特性、模态转换与传感器失效等因素影响,显著制约着超声导波监检测的工程应用。笔者从声学传播理论、极端环境声学传感器与信号处理技术3方面对极端环境下超声导波监检测技术的研究现状进行系统梳理,并总结极端环境结构声学监检测技术在模型泛化能力、环境适配性与系统鲁棒性等方面的挑战。 展开更多
关键词 结构健康监测 极端环境 超声导波 多物理场耦合
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电磁涡流无损检测机器人实验系统设计与应用
10
作者 程军 秦朋 +2 位作者 汪步云 许德章 赵转哲 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 2025年第7期65-69,共5页
为提升智能制造专业学生在工程实践课程中对工业机器人和自动化检测系统的实际操作能力,设计了一种融合工业机器人与电磁涡流无损检测技术的零部件损伤检测系统。通过将机器人轨迹规划仿真与涡流检测实验相结合,提出了一种创新性的机器... 为提升智能制造专业学生在工程实践课程中对工业机器人和自动化检测系统的实际操作能力,设计了一种融合工业机器人与电磁涡流无损检测技术的零部件损伤检测系统。通过将机器人轨迹规划仿真与涡流检测实验相结合,提出了一种创新性的机器人涡流检测实践教学方法,并开发了针对金属和碳纤维复合材料工件的涡流检测作业方案,实现了显著的检测效果,有效提升了检测的质量与效率。该方案不仅为智能制造工程专业中的工业机器人技术实践教学提供了有价值的案例,还为学生在无损检测技术领域的实践能力培养奠定了坚实的基础,为智能制造领域高素质人才的培养提供了新的思路和有力支持。 展开更多
关键词 无损检测 工业机器人 实践教学 电磁涡流 轨迹规划
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一种基于缺陷响应空间补偿的多模式超声全聚焦复合成像及应用
11
作者 焦敬品 梁士通 +2 位作者 李晨旭 齐高君 岳大庆 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期173-183,共11页
因奥氏体不锈钢小径管壁厚较小,超声波在其界面多次反射和模式转换产生的多次回波导致相控阵成像中产生大量伪像,严重影响缺陷的识别。为解决所选超声波模式类型、数量及其幅值空间差异性对成像效果的影响,提出了一种基于缺陷响应空间... 因奥氏体不锈钢小径管壁厚较小,超声波在其界面多次反射和模式转换产生的多次回波导致相控阵成像中产生大量伪像,严重影响缺陷的识别。为解决所选超声波模式类型、数量及其幅值空间差异性对成像效果的影响,提出了一种基于缺陷响应空间补偿的多模式超声全聚焦复合成像方法。建立了缺陷空间响应模型,对模型获取的全矩阵数据进行多模式成像,与CIVA仿真软件的成像结果具有较好的一致性。将各模式成像结果中缺陷位置附近的最大强度值作为缺陷响应值进行对比,缺陷响应模型与仿真的计算结果误差仅在±3 dB以内。并研究了不同模式成像敏感度的空间分布规律,确定了适合不同模式的空间补偿参数。利用校准后的所有直接模式和半跨模式对仿真数据进行复合成像,相较于单模式成像以及直接相加复合成像,基于缺陷响应空间补偿的复合成像方法在缺陷处具有更高缺陷幅值以及更低的伪像幅值,且在不同位置的圆孔缺陷成像结果中均未出现伪像。在此基础上,将所提方法应用于裂纹与气孔缺陷的检测实验。结果表明,相较于单模式成像,基于缺陷响应空间补偿的复合成像方法可以很好地抑制伪像并提高信噪比。 展开更多
关键词 奥氏体 小径管 缺陷响应 多模式 全聚焦成像 复合成像
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采用压电陶瓷检测预应力管道灌浆质量方法
12
作者 张柳煜 申超强 何江波 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第4期690-697,841,842,共10页
为解决预应力波纹管内灌浆密实度的快速检测难题,提出一种基于压电陶瓷(piezoelectric ceramic,简称PZT)的灌浆密实度检测方法。首先,在波纹管底部粘贴PZT传感器作为信号发射端,在上半部不同位置粘贴共3个PZT传感器作为信号接收端;其次... 为解决预应力波纹管内灌浆密实度的快速检测难题,提出一种基于压电陶瓷(piezoelectric ceramic,简称PZT)的灌浆密实度检测方法。首先,在波纹管底部粘贴PZT传感器作为信号发射端,在上半部不同位置粘贴共3个PZT传感器作为信号接收端;其次,试件由粘有传感器的波纹管、钢绞线、灌浆管道和外侧混凝土共同组成,并设置6种工况:灌浆0%、50%、80%、100%、灌浆50%存在水层、灌浆80%存在水层;最后,通过数值模拟分析信号在结构内的传播过程,利用时域分析法和小波包能量分析法对实验中接收到的信号进行处理。结果表明:不同灌浆程度会改变信号的传播路径。当灌浆程度到达接收端传感器位置或管道内部存在水层时,传感器接收到的信号能量会明显增加。随着灌浆程度的增加,提出的基于小波包能量的损伤指数逐渐变小并趋于0。此外,通过反向传播神经网络构建灌浆程度识别系统,识别准确度达到100%,验证了所提检测方法对预应力孔道灌浆密实度检测的有效性。 展开更多
关键词 管道灌浆 压电陶瓷 小波包能量 数值模拟 损伤指数 损伤识别
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镁合金涂层质量非线性超声检测与信号处理
13
作者 颜丙生 黄致远 张柏 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第6期1098-1104,1270,共8页
针对常规方法难以检测镁合金涂层缺陷的问题,提出采用非线性超声检测技术对含有不同程度微缺陷的镁合金聚乳酸涂层试件进行检测。同时,由于镁合金涂层试件较小,可容纳的正弦脉冲周期数较少,导致超声非线性系数β的计算易受到噪声和频率... 针对常规方法难以检测镁合金涂层缺陷的问题,提出采用非线性超声检测技术对含有不同程度微缺陷的镁合金聚乳酸涂层试件进行检测。同时,由于镁合金涂层试件较小,可容纳的正弦脉冲周期数较少,导致超声非线性系数β的计算易受到噪声和频率偏移的干扰而产生较大误差,提出采用截断-最小二乘法(truncation least square method,简称TC-LS)等4种信号处理方法对涂层试件检测信号进行处理,并进行仿真试验研究。结果表明:TC-LS计算β的误差在5%以内,在抗噪能力和处理少周期数信号能力上比其他3种方法更强、精度更高。对实测信号研究分析表明,TC-LS比离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,简称DFT)得到的β值趋势变化更加明显,能够更有效计算β值,为非线性超声信号处理提供了一种新方法。 展开更多
关键词 镁合金 非线性超声检测 聚乳酸涂层 最小二乘法 信号处理
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基于无线无源电容传感的蜂窝夹层结构渗水检测技术研究
14
作者 韩庆 殷晓康 《传感技术学报》 北大核心 2025年第4期756-764,共9页
蜂窝夹层结构在使用过程中,表板表面易受外界影响产生微小缺陷,导致内部的蜂窝夹层渗水,影响服役性能。提出了一种基于无线无源叉指电容传感器的蜂窝夹层结构渗水检测技术,该技术基于电容检测原理,结合无线能量传输,通过电磁耦合的方式... 蜂窝夹层结构在使用过程中,表板表面易受外界影响产生微小缺陷,导致内部的蜂窝夹层渗水,影响服役性能。提出了一种基于无线无源叉指电容传感器的蜂窝夹层结构渗水检测技术,该技术基于电容检测原理,结合无线能量传输,通过电磁耦合的方式进行能量与信息传递,可在不与被测对象接触的前提下较好地实现蜂窝夹层结构渗水状态的原位检测。通过等效电路和阻抗特性分析了该传感器的检测机理,提出了利用第一谐振峰的半谐振阻抗点测量渗水的方法。设计了传感器的信号调理模块,并搭建了与该技术相匹配的检测系统。测试系统的试验结果表明,基于无线无源的叉指电容传感器对蜂窝夹层结构渗水状况的原位检测效果明显,当蜂窝夹层结构渗水率从0%到100%变化时,系统输出信号的幅值随渗水率线性变化,变化总幅值约300 mV,相对拟合误差小于2.5%,证明该检测技术能够较好地实现对于蜂窝夹层结构渗水状态的有效评估。 展开更多
关键词 无线无源 叉指电容传感器 蜂窝夹层 渗水 电磁耦合
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电磁多物理类匀场分层聚焦感知检测技术及管道内检测机器人应用
15
作者 高斌 唐琴 +8 位作者 马秋萍 汝改革 林罡 姜世强 张勇 罗飞 谌梁 莫枭雄 唐东海 《中国测试》 北大核心 2025年第9期113-128,147,共17页
石油和天然气管道是全球能源传输基础设施,管道在线内检测(in-line inspection,ILI)技术是评估管道完整性的重要工具。然而,它面临着诸多检测挑战,如不同类型缺陷的全断面高灵敏检测局限。该文提出一种基于电磁多物理类匀场分层聚焦感... 石油和天然气管道是全球能源传输基础设施,管道在线内检测(in-line inspection,ILI)技术是评估管道完整性的重要工具。然而,它面临着诸多检测挑战,如不同类型缺陷的全断面高灵敏检测局限。该文提出一种基于电磁多物理类匀场分层聚焦感知原理的高分辨全断面无损检测技术,旨在提升非常规管道的各类缺陷识别能力与检测鲁棒性。首先,针对传统涡流内检测灵敏度与分辨率难以兼顾的问题,设计一种匀场差动高分辨涡流传感结构,引入多参数高斯补偿聚焦感知,优化涡流场的分布均匀性与感知灵敏度,在管道牵拉实验结果中的缺陷检测准确率超过95%。其次,针对磁场匀场传感方面,构建基于零磁扰动机制的匀场高分辨感知架构;通过磁性排斥机制形成稳定的均匀零磁区,显著改善磁压缩效应,在变速工况下对多类型近表面缺陷的高分辨率成像检测。管道牵拉实验结果表明,该方法能够对管道内部Φ5 mm、深度1 mm的连续小孔缺陷进行成像检测。最后,为突破涡流与磁扰动检测在深度方向的探测能力限制,进一步提出融合“磁-声”多物理类匀场分层感知机制,依托磁场-涡流场的相互耦合产生弹性应力波场,实现管道全断面、多类型缺陷的综合识别与评估。实验结果显示,在导波检测对非规则凹坑类缺陷表现受限的情况下,该方法的磁扰动传感仍可获得高达28.7 dB的信噪比。 展开更多
关键词 管道在线内检测技术 电磁多物理传感器 匀场感控 高分辨检测 管道全断面检测
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磁巴克豪森噪声技术在无损检测中的应用及展望
16
作者 刘佳 田贵云 +1 位作者 陈春俊 李奕璠 《智能感知工程》 2025年第4期38-47,共10页
无损检测(Non-destructive Testing,NDT)是指通过非破坏性手段检测构件内部及表层的缺陷。在无损检测领域,磁巴克豪森噪声(Magnetic Barkhausen Noise,MBN)技术因其独特的物理机制和微观敏感性,在铁磁构件的应力分布评估、微观组织演变... 无损检测(Non-destructive Testing,NDT)是指通过非破坏性手段检测构件内部及表层的缺陷。在无损检测领域,磁巴克豪森噪声(Magnetic Barkhausen Noise,MBN)技术因其独特的物理机制和微观敏感性,在铁磁构件的应力分布评估、微观组织演变及早期损伤检测方面优势突出。首先,系统阐述磁巴克豪森噪声技术的物理特性与检测机理;其次,分析磁巴克豪森噪声技术在铁磁构件微观结构状态表征、应力状态及微裂纹检测、钢轨车轮变形检测等领域的应用;最后,探讨磁巴克豪森噪声技术面临的挑战,并展望其未来发展方向与应用前景。 展开更多
关键词 磁巴克豪森噪声 无损检测 微观结构演变 早期损伤检测 铁磁构件检测
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集成化寻址超声传感器阵列接收电路设计及应用
17
作者 宋寿鹏 毛新宇 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期1798-1807,共10页
寻址超声传感器阵列具有灵活选择发射和接收阵元的优势,但需配合相应的电路才能实现其功能。针对该型阵列接收电路相对匮乏的现状,提出了一种可用于64阵元寻址阵列的集成化电路设计方案,在实现灵活选通接收阵元的同时,降低电路系统的复... 寻址超声传感器阵列具有灵活选择发射和接收阵元的优势,但需配合相应的电路才能实现其功能。针对该型阵列接收电路相对匮乏的现状,提出了一种可用于64阵元寻址阵列的集成化电路设计方案,在实现灵活选通接收阵元的同时,降低电路系统的复杂度和体积。采用8通道集成化模拟前端芯片电路,实现8+8寻址超声传感器阵列的行单元选通接收机制。该接收电路系统采用FPGA进行阵元选通时序和数据传输控制,以提高时序控制精度和数据传输的实时性与准确性。制备了寻址激励电路和集成化接收电路系统,利用8+8寻址超声传感器阵列测试铝试块中孔类缺陷,并进行缺陷全聚焦成像性能分析。试验结果表明,在选通单阵元、行阵元和列阵元的收发模式下,Ф4 mm通孔缺陷的回波信噪比分别为19.77、21.45和21.28 dB,缺陷深度估计相对误差分别为0.61%、1.17%和1.83%,去除伪影后的缺陷图像阵列性能参数分别为0.403 1、0.286 5和0.370 9。 展开更多
关键词 超声检测 传感器阵列 寻址接收 集成化电路
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接地导体机电阻抗均匀腐蚀评估技术
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作者 黄宴委 陈耀捷 +1 位作者 张皓骏 方舟 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第5期985-990,1065,1066,共8页
针对传统检测方法难以简便地检测并评估接地导线的腐蚀程度问题,提出一种基于机电阻抗技术的接地导体腐蚀程度的评估方法。首先,应用金属电化学腐蚀理论,建立接地导体的半径参数化腐蚀模型;其次,通过对系统机电阻抗以及导体机械导纳的分... 针对传统检测方法难以简便地检测并评估接地导线的腐蚀程度问题,提出一种基于机电阻抗技术的接地导体腐蚀程度的评估方法。首先,应用金属电化学腐蚀理论,建立接地导体的半径参数化腐蚀模型;其次,通过对系统机电阻抗以及导体机械导纳的分析,建立一种共振频率与半径参数的腐蚀模型;然后,利用有限元仿真方法激励获取接地导体共振频率与腐蚀参数信号,并采用最小二乘线性拟合获得腐蚀模型参数;最后,进行了仿真与实验。结果表明:相较于对称传感器布置方式,非对称传感器布置方式下得到的机电阻抗能够更好地反映出腐蚀参数的变化;利用有限元仿真与最小二乘法建立的线性模型能够有效预测接地导体的腐蚀参数;线性模型预测数据非常接近实验数据,表明可以利用线性模型来预测实际接地导体的腐蚀程度。 展开更多
关键词 接地导体 参数化腐蚀模型 机电阻抗 有限元仿真
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管道轴向裂纹内检测超声探头设计与仿真
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作者 曾艳丽 王天宇 +4 位作者 吴明泽 郭晓婷 宋华东 邵文 李宛秋 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第6期32-35,共4页
文中设计了一种用于管道轴向裂纹检测的超声探头,该探头具有结构紧凑、体积小的优点。超声探头整体成圆柱状,由128个矩形压电晶片组成,压电晶片位于圆柱边缘,成锯齿状分布。根据超声波检测管壁裂纹原理,对探头结构进行了理论分析与设计... 文中设计了一种用于管道轴向裂纹检测的超声探头,该探头具有结构紧凑、体积小的优点。超声探头整体成圆柱状,由128个矩形压电晶片组成,压电晶片位于圆柱边缘,成锯齿状分布。根据超声波检测管壁裂纹原理,对探头结构进行了理论分析与设计。依据设计结果,以管径219 mm管道为例,对超声探头在管壁中产生的声场进行仿真分析;改变锯齿个数、探头与管壁距离,对探头结构进行优化,从声场在管壁中的传播距离和管壁中声场分布的均匀性考虑,64锯齿,每个锯齿分布2片压电晶片,压电晶片与管壁距离30 mm的探头结构最适合管径219 mm管道的检测,验证了探头检测管道轴向裂纹的可行性,为管道内检测超声探头提供新的设计思路。 展开更多
关键词 管道内检测 轴向裂纹 超声探头 声场仿真
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基于Kriging-HDMR模型的冲击机波形器结构优化研究
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作者 许昌恒 李皓川 闫明 《机电工程》 北大核心 2025年第9期1821-1829,共9页
针对冲击试验机波形发生器优化设计依赖高精度仿真、仿真计算耗时过长的问题,为提高设计效率、冲击试验机的性能和可靠性以及冲击波形精度,提出了一种基于克里金高维模型表达(Kriging-HDMR)模型的冲击机波形器结构优化设计方法。首先,对... 针对冲击试验机波形发生器优化设计依赖高精度仿真、仿真计算耗时过长的问题,为提高设计效率、冲击试验机的性能和可靠性以及冲击波形精度,提出了一种基于克里金高维模型表达(Kriging-HDMR)模型的冲击机波形器结构优化设计方法。首先,对Kriging-HDMR模型的构建方法和模型精度的评价指标进行了介绍;然后,以大型垂直向下冲击试验机波形发生器为研究对象,利用ABAQUS软件建立了冲击试验机的有限元模型,得到了衡量半正弦波形的峰值加速度和脉宽两项指标,并分析了波形发生器结构尺寸参数对生成向下的半正弦波形的影响;最后,构建了冲击试验机波形发生器的代理模型,以生成波形与标准半正弦波形的误差最小为优化目标,采用遗传算法对波形器的结构参数进行了优化。研究结果表明:对比Kriging代理模型精度,Kriging-HDMR模型的精度提高了2.1%,采用该模型优化后,冲击试验机生成波形的峰值加速度相对误差降低了1.48%,脉宽相对误差降低了1%。在保证精度的前提下,采用基于克里金高维模型表达模型的冲击机波形器结构优化设计方法,可以减少冲击机波形器的结构优化设计周期,提高冲击试验机的可靠性,为相关工程应用与研究提供一定参考。 展开更多
关键词 冲击试验机 波形发生器 代理模型 克里金高维模型表达 优化设计 峰值加速度 脉宽
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