基于幅度加权编码激励的不锈钢焊缝TOFD成像检测研究
本文关键词: 超声TOFD成像检测 编码激励 幅度加权 奥氏体不锈钢焊缝 出处:《机械工程学报》2017年12期 论文类型:期刊论文
【摘要】:通过Hamming窗加权方法设计了幅度加权调频编码激励信号,将这种新型的激励方法与TOFD(Time-of-flight diffraction)检测方法相结合,综合提高了粗晶奥氏体不锈钢焊缝缺陷检测的时间分辨力、检测信噪比和缺陷定量定位精度,有效改善了粗晶焊缝超声检测中的难点问题。为分析设计的幅度加权调频编码激励信号的检测能力,针对奥氏体不锈钢母材试件和焊缝试件中的横孔缺陷,采用5 MHz探头分别进行了编码激励和常规激励的TOFD成像检测对比试验,结果表明:在相同的检测条件下,幅度加权调频编码激励可提高了图像和信号质量,使检测信号中的杂波和噪声得到抑制,缺陷上端和下端衍射波被准确区分,使各波形的时间宽度降低了30%,有效提高了TOFD检测的时间分辨力;获得的缺陷定位定量测量的平均相对误差为3.8%,较常规激励降低了47%,这种激励方法可在不提高激励电压和增益条件下,使不锈钢焊缝中缺陷检测的信噪比达16 d B以上,较常规激励平均提高了7 d B。
[Abstract]:The amplitude-weighted FM coded excitation signal is designed by Hamming window weighting method. The new excitation method is combined with the TOFD(Time-of-flight diffusion detection method. The time resolution, signal-to-noise ratio (SNR) and quantitative localization accuracy of weld defects of coarse austenitic stainless steel are improved. In order to analyze the detection ability of amplitude weighted frequency modulation code excitation signal, the transverse hole defects in austenitic stainless steel base material and weld specimen were analyzed. 5 MHz probe was used to carry out the contrast tests of coded and conventional excitation TOFD imaging detection. The results show that: under the same detection conditions. The amplitude weighted frequency modulation code excitation can improve the image and signal quality, suppress the clutter and noise in the detection signal, and accurately distinguish the diffraction waves at the top and bottom of the defect. The time width of each waveform is reduced by 30%, and the time resolution of TOFD detection is improved effectively. The average relative error of quantitative measurement of defect location is 3.8, which is 47% lower than that of conventional excitation. This method can be used without increasing the excitation voltage and gain. The SNR of defect detection in stainless steel weld is more than 16 dB, which is 7 dB higher than that of conventional excitation.
【作者单位】: 中国工程物理研究院电子工程研究所;哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51175113,51575134)
【分类号】:TG441.7
【正文快照】: 0前言1奥氏体不锈钢由于具有良好的抗腐蚀性能和高温力学性能,易于加工和焊接,因而被广泛应用于核电、石油化工、航空航天等领域,尤其是用在一些重要的压力容器与管道的焊接结构中。奥氏体不锈钢焊接接头内部常见的裂纹、气孔等缺陷在特殊环境下易于扩展且难于被察觉[1],通常
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 丛森;刚铁;张佳莹;盛朝阳;;LFM激励信号在超声TOFD检测中的应用[J];焊接学报;2015年02期
2 周正干;马保全;孙志明;姜靖涛;;相位编码脉冲压缩方法在空气耦合超声检测信号处理中的应用[J];机械工程学报;2014年02期
3 周正干;魏东;向上;;线性调频脉冲压缩方法在空气耦合超声检测中的应用研究[J];机械工程学报;2010年18期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 丛森;刚铁;张佳莹;;基于幅度加权编码激励的不锈钢焊缝TOFD成像检测研究[J];机械工程学报;2017年12期
2 史艳楠;刘建功;刘扬;郭进喜;王毅颖;;基于脉冲压缩技术的漏缆故障诊断方法[J];煤炭学报;2017年04期
3 蔡明飞;师芳芳;张碧星;;超声阵列的多频脉冲压缩方法研究[J];声学学报;2017年02期
4 朱维;吴何珍;;岩石特性的编码激励超声参数表征及分析[J];声学学报;2017年01期
5 刘忆森;周松斌;韩威;黄可嘉;李昌;刘伟鑫;;相关算法软包装热封缺陷空气耦合超声检测[J];中国测试;2016年12期
6 董明;马宏伟;陈渊;;集成经验模式分解在液压支架焊缝超声信号消噪中的应用研究[J];矿山机械;2016年09期
7 危荃;金翠娥;周建平;周正干;孙广开;;空气耦合超声技术在航空航天复合材料无损检测中的应用[J];无损检测;2016年08期
8 李超贤;吴晓;朱松龄;;脉冲压缩技术在超声波墙体通信中的应用[J];科技经济导刊;2016年16期
9 杨文志;朱锡;陈悦;裴秋秋;;复合材料螺旋桨纤维铺层对强度影响研究[J];舰船科学技术;2016年02期
10 张斌;何梅洪;杨涛;;复合材料空气耦合超声检测技术[J];玻璃钢/复合材料;2015年12期
【二级参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 魏东;周正干;;改进的非线性调频脉冲压缩方法在空气耦合超声检测中的应用[J];机械工程学报;2012年16期
2 刘波;郭建中;;载频调制二相编码激励的超声成像信噪比提高研究[J];电子学报;2011年11期
3 迟大钊;刚铁;姚英学;袁媛;盛朝阳;;一种基于超声TOFD法的近表面缺陷检测模式[J];焊接学报;2011年02期
4 周正干;魏东;向上;;线性调频脉冲压缩方法在空气耦合超声检测中的应用研究[J];机械工程学报;2010年18期
5 陈敏;徐志胜;;超声脉冲压缩法检测混凝土损伤的研究[J];中国安全科学学报;2009年11期
6 周正干;魏东;;空气耦合式超声波无损检测技术的发展[J];机械工程学报;2008年06期
7 杨克己;乔华伟;;基于支持矢量机的小波域超声信号消噪技术[J];机械工程学报;2008年06期
8 韩雪梅;彭虎;杜宏伟;冯焕清;;基于线性调频信号的高帧率超声成像系统[J];中国生物医学工程学报;2005年06期
9 彭旗宇,高上凯;医学超声成像中的编码激励技术及其应用[J];生物医学工程学杂志;2005年01期
10 张长隆,楼生强,周良柱;相位编码脉冲压缩雷达杂波建模与仿真[J];国防科技大学学报;2003年04期
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 迟大钊;刚铁;袁媛;吕品;;面状缺陷超声TOFD法信号和图像的特征与识别[J];焊接学报;2005年11期
2 余国民;常永刚;丁小军;张鸿博;;超声TOFD法在无损检测领域中的应用[J];焊管;2007年06期
3 李衍;;欧盟TOFD技术新标准[J];无损探伤;2008年03期
4 伊新;;TOFD检测技术基本原理及其应用探讨[J];石油化工应用;2008年03期
5 李海华;赵立凡;郭兴建;唐飞阳亮;;TOFD技术检测三维盲区的分析研究[J];压力容器;2008年09期
6 刘富君;丁守宝;胡东明;郭小联;孔帅;;国内TOFD检测技术的应用进展(英文)[J];无损检测;2009年10期
7 白艳;邢涛;;TOFD技术检测盲区的研究[J];森林工程;2010年04期
8 李衍;;超声TOFD检测读谱[J];无损探伤;2010年05期
9 白艳;邢涛;;焊接结构超声TOFD法的研究现状及展望[J];森林工程;2010年05期
10 关卫和;阎长周;张保中;齐杰;陈建玉;谷杰;;我国压力容器行业TOFD检测技术的应用和进展[J];无损检测;2010年12期
相关会议论文 前10条
1 冯宝伟;;超声检测新技术TOFD原理及其特性[A];2010全国机械装备先进制造技术(广州)高峰论坛论文汇编[C];2010年
2 冯宝伟;;超声检测新技术TOFD原理及其特性[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
3 齐杰;;超声TOFD检测盲区及分辨率的计算与改善方法[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年
4 王秋萍;张英堂;张晓军;;TOFD检测技术简介[A];2012陕西省第十三届无损检测年会论文集[C];2012年
5 刘雪芳;曹麦对;;TOFD技术在水电站蜗壳焊缝质量检验中的应用[A];晋冀鲁豫鄂蒙川云贵甘沪湘渝十三省区市机械工程学会2009年学术年会论文集(河南、贵州、重庆分册)[C];2009年
6 杨蓥;;TOFD检测技术的应用[A];2007四川省理化检验、无损检测学术交流年会论文集[C];2007年
7 张保中;;TOFD探头声束范围的计算与图示[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年
8 张学成;;TOFD检测经验在端点衍射波法测定缺陷启身高度中的应用[A];2006年西南地区第九届NDT学术年会暨2006年全国射线检测新技术研讨会论文集[C];2006年
9 丁守宝;刘富君;胡东明;郭小联;孔帅;;超声时差衍射技术在中国的应用进展[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
10 刚铁;徐艳;吕品;;厚板铝合金焊缝超声TOFD法检测[A];第十一次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2005年
相关重要报纸文章 前3条
1 山闻;TOFD开创锅炉检验新纪元[N];中国质量报;2008年
2 通讯员 朱红谕;东北炼化吉林检测分公司一标准成为国家TOFD企业标准[N];中国石油报;2009年
3 翁启浩 张学锋;TOFD技术在工程建设中的应用[N];世界金属导报;2011年
相关博士学位论文 前2条
1 周红明;薄材焊缝自动化超声TOFD成像检测关键技术研究[D];浙江大学;2014年
2 迟大钊;基于超声TOFD法的焊缝缺陷表征研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
相关硕士学位论文 前10条
1 崔哲;不锈钢堆焊层结构超声TOFD检测参数优化实验研究[D];大连理工大学;2015年
2 谢雪;提高压力容器焊缝TOFD检测分辨率方法的研究[D];大连理工大学;2015年
3 陈红赢;环形焊缝自动化在线超声TOFD成像检测技术的研究[D];浙江大学;2015年
4 张,
本文编号:1452096
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/1452096.html