基于相控阵超声成像的钢管在线定量无损检测技术研究

发布时间：2025-02-09 15:35

　　钢管作为典型的圆柱类零部件,已被广泛应用于国民经济和国防建设等多个领域。由于制造过程中工序繁多和工艺复杂,使用过程中环境多样及交变应力综合作用,钢管在制造和使用过程中都易产生缺陷并失效,带来严重的经济损失甚至人员伤亡。因此,必须采用无损检测技术对钢管质量进行监控。尽管当今无损检测技术手段众多,但超声无损检测技术以其安全性、信息丰富和易于与信号处理技术结合等突出的优点,成为了目前该领域应用最为广泛并最具发展潜力的方法之一,并已派生了传统与相控阵超声无损检测两大类。其中相控阵超声由于具有声束柔性、聚焦动态和成像大孔径等优势,受到学术界和工程界的普遍重视,并在自动化在线成像检测方面逐步得到了应用,但其更广泛的应用还面临检测可靠性、实时性和分辨率以及近端面/表面缺陷检测能力等诸多挑战。基于以上背景,本学位论文在国家自然科学基金项目“圆柱类部件高性能自动化相控阵超声成像检测理论与技术的研究”(No.51675480)资助下,提出开展基于相控阵超声成像的钢管在线定量无损检测技术研究。在了解相关技术国内外研究现状及其发展趋势,明确钢管相控阵超声成像检测原理与需求的基础上,重点开展了基于机械和电子复合扫...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．３国内外相控阵超声检测设备??

早期的自动化检测系统是基于常规超声的检测方式，技术成熟，应用广泛，但对??于性能要求较高的场合，已无法满足。其中最具代表性的为ＧＥ公司的ＲＯＴＡ系列的??超声管材检测系统［４２］。如图１．４所示，该系统适用于直径２５ｍｍ到２３０ｍｍ，壁厚??４￣２０ｍｍ，壁厚直径比小于０．２的无....

图１．５?Ｏｌｙｍｐｕｓ?ＲＴＩＳ系列自动化在线相控阵超声检测系统??

规超声扫查的成像模式，仅仅使用相控阵超声换能器来代替单探头，对于相控阵特有??的电子扫查技术的应用还有待进一步开展。??图１．４美国ＧＥ公司ＲＯＴＡ系列钢管自动化在线超声无损检测系统??國画??图１．５?Ｏｌｙｍｐｕｓ?ＲＴＩＳ系列自动化在线相控阵超声检测系统??１．２．２存在的....

图１．４美国ＧＥ公司ＲＯＴＡ系列钢管自动化在线超声无损检测系统??

的电子扫查技术的应用还有待进一步开展。??图１．４美国ＧＥ公司ＲＯＴＡ系列钢管自动化在线超声无损检测系统??國画??图１．５?Ｏｌｙｍｐｕｓ?ＲＴＩＳ系列自动化在线相控阵超声检测系统??１．２．２存在的问题及对策分析??相控阵超声成像技术自诞生以来，已在医学领域取得了巨大成功，广....

图１．６射线追踪法原理示意图??上述方法主要应用于常规单换能器机械扫查的超声检测领域，而应用相控阵換能??

而射线追踪法正是一种确定传播路径的有效方法，该原理基于费马定理，??即当声波从一种介质穿过分界面到达另一种介质时，总是沿着所需时间最短的路径传??播。如图１．６所示Ｓ为声源，Ｆ为目标点，可在分界面上找到一个点Ｒ使其到Ｓ和Ｆ??的时间和最短，再通过该点即可计算出相应的延时。１９８３....

本文编号：4032463