超声检测范文1
1超声检测技术相关概述以及应用到煤矿机电设备检测的价值
1.1相关概述
超声检测作为一种无损的技术，是指专业人员将超过20kHz的振动波用于具体探测一些高敏感的设备和仪器。超声波检验技术更多是通过借助探头发出超声波，随后再运用耦合剂将超声波传递到机械设备的内部。若是发现金属内部存在缺陷，利用超声波检测技术可以在短时间内快速识别其发生情况并发出反射，当接收到反射信号以后，也能够在显示屏上形成对应的脉冲图形，技术人员通过图形可以确定设备缺陷的位置[1]。目前，该技术能够在关键的领域发挥出高效的作用。区别于传统的技术，超声波检测技术的操作过程较为简单，不仅探测速度较快，且探测的厚度很大，而且不会对人体产生较大的影响和伤害，能够及时有效地检测到仪器中的运行情况。许多煤矿机电设备在生产加工的过程中，正是因为制造工艺及机械强度等多方面的原因，使得机械设备内部会存在诸多故障，因此，若是能够使用超声检测技术，自然能够在短时间内快速有效地避免一系列故障。
1.2价值分析
煤矿机电设备的安全性一直牵动人心，主要是我国近年来出现了一系列关于煤矿安全的事故，造成了大量人员生命、财产的损失，而煤矿机电设备的安全系统也是防护人民群众生命、财产安全的重要所在，煤矿安全涉及的一系列检测功能可以很好地满足检测现场中一些监督管理的要求，但是，目前煤矿机电设备的安全系统虽然更加注重自动化程度的提升，而所安装的一些设备检测系统却会呈现出不同程度的功能缺失等问题，在具体运行时也会因为设备所具备的自检功能不稳定或其他因素而产生故障。一旦设备接收到错误的指令时会出现自检的情况，自动故障指令将其推送到煤矿机电设备安全系统控制终端以后，检测设备会因此而出现连锁控制的问题，更会对整个检测系统造成不良的影响。再加上现有的一些煤矿机电工程中所涉及的检测技术和工序系统布线较为复杂，或是设备本身并不具备防水防潮的功能，也很容易因此而受到电磁干扰。在应用超声检测技术以后，作为当前煤矿机电设备最具有安全性，未来会着重发展的主流技术，能够做到对视频信息进行及时处理。超声检测只需要远程就能够达到实时检测的目的，还能够对视频图像进行加密处理。目前，我国煤矿有许多位置环境相对恶劣，并不适合直接派遣工作人员进行现场的监督，便可以采用这种超声检测技术，不仅方便查找，也能够在具体检测时建立起对应的数据库，及时看到现场画面[2]。因此，这种超声检测技术可以在无人且恶劣的环境下使用，有着其他检测技术所无法比拟的优势，值得在未来进一步推广和应用。
2煤矿机电设备检测的常用技术及应用现状
2.1常用技术
2.1.1对应故障的记录检测诊断技术该技术是指在煤矿机电设备运行并出现明显的故障时，可以对周围的零部件进行诊断和测试，明确故障发生的范围以及造成故障的主要因素。该诊断技术是目前我国许多煤矿企业应用较为普遍且常见的技术。工作人员需要将故障出现的原因和具体的位置记录在维护手册上，这样能够方便日后再出现同样的问题时，最短时间内及时采取补救的措施。
2.1.2人工神经网络诊断技术人工神经网络诊断作为应用的煤矿机电设备检测中一项十分重要的技术，也是目前非常热门的技术手段，可以处理一些更加复杂的非线性映射关系，使维修人员能够更加清晰、直观地了解事故发生的原因及具体的位置，帮助其进行判断，提高故障维修的效率，缩短了检测时间。
2.1.3智能化的诊断检测技术
该技术能够充分模拟人脑思考的全过程，也能够投入到煤矿机电设备检测中，对信息进行筛选处理，并且着重找到具体的问题加以解决。通过不断完善自身故障处理的方式，能够为我国煤矿事业做出积极的贡献。因此，这种智能化的诊断检测技术能够很好地来诊断隐蔽性较强且相对复杂的机电设备故障问题。通过归纳人类以往的经验和知识，通过计算机进行数据逻辑运算以后，能够准确判别出煤矿机电设备中出现的实际故障及故障产生的原因。
2.1.4仪器诊断技术
工作人员通过具体的仪器对于煤矿机电设备的内部压强、转速及温度等一系列内容进行分析，采集到计算机内归纳处理。这种诊断仪器不仅方便携带，且功能较为齐全，有着较高的智能化水平。
2.1.5温度和压力的诊断检测技术
该技术能够更加真实、准确、灵敏地检测出故障出现的位置、原因及需要维修的方式方法，对零件设备的温度、压力、传统项及轴承、齿轮等进行同时的数据收集、诊断、分析、预测[3]。高效确定设备故障的原因和具体的类型，方便工作人员及时给予补救，针对提示的内容做出预防和改进，并提高工作效率及质量。
2.2应用现状
2.2.1检测技术水平较为落后
目前，我国仍然有许多地区的煤矿在进行内部机电设备检测的过程中，所涉及的技术、方法、理念仍然停留在计划经济时期。因为资金投入不足，或是技术理念的应用不够恰当，导致很多施工设备处于严重落后的情况，不仅稳定性较差，且结构十分复杂。再加上检修和维护也较为困难，这无形中对整个检测技术提出了更高的要求。缺乏高水平的检测技术为煤矿机电设备安全运行带来较大的阻碍。
2.2.2以往一些配件的检测方式存在明显的局限性
由于我国以往的检测更多都是以人工手动的方式进行的，这种检测工作量大且具有很大程度上的依赖性。若是工作人员业务能力不足，或是工作经验缺失时，会直接导致最终的检测效果不够理想，也会为煤矿机电设备的正常运行带来带来很大障碍。
3超声检测技术在煤矿机电设备检测中的应用
3.1在变频器设备检测中的应用
超声检测技术的类型较多，在投入的煤矿机电设备变频器检测中能够取得较为理想的效果。应用超声波的探伤仪器能够有效地检测到变频器的变化情况，了解故障产生的原因，将相应的超声波探头靠近到变频器，能够探测到周围的电压电流等一系列数据，并且将这些数据传输到相应的故障处理中心，故障处理中心会自动给出相应的处理方法和手段，便于工作人员在短时间内利用超声检测技术针对变频器设备中的故障进行针对性的处理。
3.2在铸造类设备零件检测中的应用
在煤矿开采的过程中，所使用到的一系列机械设备类型较多，其中铸造类机械又是十分重要的组成部分，其内部的结构十分复杂，晶体颗粒较粗。正是因为这些特点，在实际检测的过程中经常会导致声波发生散射及出现波纹等情况，这会对超声波的接收造成很大程度上的干扰和影响。因此，在进行超声波检测的过程中，可以选择一些频率较低的执行超声探测头进行检测了解。在短时间内选择频率较低的探头，能够很好地降低信号对其的干扰[4]。考虑到许多煤矿机械设备中所涉及的铸造类机电设备生产周期较长，并且成本较高，工艺复杂，所以若是发现缺陷时，往往会为整个产品造成巨大的成本损失，也会为相关企业的形象造成严重的负面效应。采用超声检测技术能够很好地检测这类设备中可能出现的问题。目前在超声波检测中应用最多的是单通道脉冲反射式扫描仪，这种检测方法相对简单，只需要采用自制的调节超声波扫描仪即可达到灵敏度要求，并且便于携带，应用范围较广，安全、绿色、环保，对人体无明显伤害，但是可能会对操作人员本身产生较大的影响，这就要求操作人员要具有丰富的工作经验及极强的技术能力。
3.3在锻造设备零件检测中的应用
一般来讲，锻件的机械零件有着较强的延展性，但是有许多零件更容易在加工和具体制作的过程中出现弯折或是开裂损坏等情况，最终也容易造成很多的裂纹。当零件受到了较大的冲击力及其他应力作用以后，也很容易在凹槽的位置出现较大的滑动情况。正是因为如此，许多锻件类的零件在被破坏后，缺陷会很容易集中到中间以及凹槽的位置。在实际生产加工的过程中需要用到大量的锻件设备，不过许多锻件设备内部的结构较为复杂，拆除过程也十分繁琐。这说明专业技术人员很难通过具体拆装的方式进行设备的检查。传统的检查方式会耗费大量人力、物力和财力，并且检测的效果也不太理想，在装拆的过程中更容易直接造成设备的损坏，而采用超声波检测技术时能够在短时间内避免上述的问题。图1是锻件类设备零件的检测方法，在具体使用的过程中可以分别通过3个方面具体进行。第一，可以直接使用执行的超声探测仪，从轴端开始面对全轴进行检测和分析，但要注意从两个方向分别检测锻件。若是锻件本身的尺寸较为有限，可以选用双径值型的探头检测。第二，可以在检测时先让倾斜的探头直接靠近断面轴颈的根部，这样能够在实际使用的过程中根据具体情况来确定探头的倾角，在适当调节角度以后，也能够在倾斜探头的第一时间检测轴径。第三，可以运用较小角度的纵波超声波探头来检测位于锻件远端轴径的根部位置。
3.4在焊接件检测中的应用
在煤矿机电设备应用中，一系列焊接类型的零件 更多会以支架型构件为主，但会涉及使用环境的问题，其所造成的损伤往往会在零件的表面展现。整体的支架类构建使用是否牢固取决于焊接的部位是否牢固。因此，在采用超声检测技术时，需要对支架类的构件焊接进行清晰的检测[5]。使用超声波仪器，主要是将相控阵和声波彼此之间相组合，以实现对于支架类构件大面积的扫描，也能够在煤矿机电设备的检测中取得十分理想的应用效果。在煤矿机电设备焊接的过程时，应用超声无损检测可以有多种检测的方式，但是在实际检测中也要选取最为合理的方法。采用超声无损检测技术主要是通过将高精度超声发射换能器产生的超声波投入到具体的空间中，然后将空间中一系列经过检测以后的材料所呈现出来的曲线反射。经过反射以及折射后会形成一种全新的接收信号。考虑到部分材料构造的机制不同，因此，曲线的反射折射也会呈现出不同的信号类型。在对信号进行分析并处理以后，能够及时准确地识别焊接件的缺陷情况。在实际工程中，将超声无损检测技术应用到焊接件时要注意以下几点：第一，要明确一些金属材料的图纸设计，根据焊接技术方面的要求选择合理的超声无损检测技术；第二，明确检测技术的具体时间，按照整个金属材料的加工环节对基础处理进行实际的检测应用；第三，检测方式确保合理正确，要明确具体技术的探头位置，这样能够提高检测的精确性和有效性；第四，在利用这一技术进行数据处理的过程中要明确反射波幅，以保证超声波反射回路和速度的真实性以及完整性。
3.5在关键零部件检测中的应用
在煤矿机机电设备的一些关键零部件中采用超声检测，更多的是以无损检测为主，而无损检测技术在并不伤害零件的同时，能够对零部件内部是否出现损伤等情况进行探测，是目前最为合适的煤矿机电设备检测技术，能够有效发现可能出现的裂痕和缺陷，一旦发现会在短时间内及时补救，不但消除安全隐患，而且也能够帮助企业避免不必要的损失[6]。应用无损检测的方式体现在以下两方面。一方面，对每一款器械的设备主轴进行检测时，检测技术的要求会明显提升，而机器内部结构只要存在金属构成的物品，并且属于内部传播遇到问题时，这种技术会将出现问题的地方反射并且对其进行转换。另一方面，对液压支架顶梁或焊接接口检测时，利用渗透检测技术能够等到燃料渗透到表面缺口以后，使材料表面着色，从而能够更好地去检测损坏的部位。特别是在利用超声技术进行煤矿机电设备探伤的过程中，探伤仪屏幕上会出现不同的标识，从而显示一种非缺陷的回波，这将会对缺陷的判断造成一定的影响，可能会对最终的识别效果产生误解。例如：对于工件端面进行超声波检测时，采用纵波，纵波结束以后也会对以下波形发生一定的影响，并转化为横波，横波也会在另外一个侧面的影响下转换成纵波，来回转换以后会出现多次的反射。这种方式再进行定性定量分析时，务必要严格根据缺陷定性的空间材料及加工工艺等内容进行综合性的考量，及时排除一些非缺陷因素，降低对于关键零部件缺陷进行判断所造成的影响。
3.6在安全检测中的应用
通过采用超声无损检测技术，能够对煤矿机电设备运行的安全性进行高效的检测，也能够对设备损伤的位置加以确定，了解损伤的程度，分析设备的最终使用寿命，并且提供明确的参考依据。因此，这种检测技术能够很大程度地缩短机电设备部件检测时间，提高检测效率，节省检测的成本。超声波检测仪器灵敏度较高，声波也有着较强的穿透力，因此在进行具体检测的过程中需要采取必要的保护措施。以一些机械零件方面的超声波检测为例，在对零件进行检测时大多是摇臂箱和变速箱这两方面，这类仪器零件内部十分复杂，表面呈现出颗粒状，且集中度不高，较为分散。因此这种特性也会对信号的产生带来严重的不利。运用声波检测技术时可以选择较低的探头，最为理想的是超声探测头能够提高安全检测的效率。
4结语
总而言之，在当前的煤矿机电设备检测中，超声检测技术有着较好的灵敏性和无损性，能够提升机电设备的检测效率，并且全面提高煤矿的生产效率和安全水平，在未来将会有着更广泛的应用和改进空间。
参考文献
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[5]徐新坤.超声检测技术在煤矿机电设备安全检测中的应用[J].能源与环保,2019,41(10):143-146.
超声检测范文2
【关键词】泌尿系统畸形；胎儿；孕妇；妊娠；筛查
我国是新生儿出生残疾和缺陷的高发国家，据流行病学调查研究显示，我国围产儿出生缺陷发生率在1996年是87.3/万，至2014年为157.03/万，全国出生缺陷总发生率约为5.6%，严重影响我国出生人口素质，不利于家庭和社会的发展[1]。因此必要的产前检查十分重要[2]。相比代谢性疾病，胎儿泌尿系统畸形较为常见，因胎儿的前肾、中肾至12周会逐渐退化，其后肾（永久肾）开始出现泌尿功能，并随着孕周的增加，其肾功能也逐渐完善，在妊娠中晚期积极开展胎儿泌尿系统畸形筛查的效果较好。本研究选择87例妊娠中晚期孕妇分析超声在妊娠中晚期胎儿泌尿系统畸形的诊断效能。
1资料与方法
1.1一般资料
回顾性分析2017年10月-2019年10月于笔者所在医院产检的87例妊娠中晚期孕妇的临床资料。纳入标准：（1）均为妊娠中晚期；（2）所有孕妇产前均进行胎儿泌尿系统畸形筛查，且均经产后确诊；（3）均为单胎妊娠。排除标准：（1）孕妇不良孕产史等信息不全，可能影响研究结果；（2）孕期存在感染史及服药史。年龄23~36岁，平均（26.85±3.64）岁；孕周13~38周，平均（22.75±3.47）周。
1.2方法
所有孕妇均进行超声检查，所用的超声仪器为三星/WS80A三维彩色多普勒超声诊断仪，嘱孕妇取仰卧位，常规探查胎儿。本研究中选取筛查胎儿泌尿系统部位，扫查双肾时需涵盖两肾横切面及脊柱旁矢状切面、冠状切面等。在胎儿腰椎两侧分别进行纵向扫描，评估肾脏大小，记录其形态、结构及回声等。
1.3诊断标准
（1）肾积水：肾盂扩张前后径>1.5cm提示胎儿可能存在病理性肾积水；（2）肾缺如：双侧肾脏无法显示，17周后羊水严重减少，如对侧肾脏发育正常或代偿性增大且不出现羊水过少的情况，膀胱提示良好，则可能为单侧肾缺如，需注意与异位肾进行鉴别。（3）双侧肾发育不全：肾脏体积小于正常的50%，部分胎儿可能出现合并输尿管末端闭锁、发育不良等，肾在胚胎发育过程中停滞。（4）肾囊性病变：根据文献[3]《中国胎儿产前超声检查规范》提出的Potter分类法进行分类评估，包括常染色体隐形遗传性多囊肾（婴儿型，表现为双肾均匀、一致性增大，可出现弥漫性回声增强、羊水过少等特征）、多囊性肾发育不良、常染色体显性遗传性多囊肾（成人型，常表现为单侧或双侧肾脏体积增大，回声增强，肾区内可探及多房性囊性包块，囊与囊之间不相通）、梗阻性囊性发育不良肾（肾脏实质回声增强，肾脏缩小，可见输尿管末端梗阻）。本研究中因多囊性肾发育不良多见，单独列出，其余三种合并便于统计。（5）多囊性肾发育不良：常为单侧发病，患侧输尿管及肾盂闭锁，肾形态明显异常，无肾基本形态，由大小不等、数量不一的囊胚腔构成。
1.4统计学处理
采用SPSS20.0处理研究数据，计数资料以率（%）表示，计量资料以（x-±s）表示，一致性分析采用Kappa检验。
2结果
2.1超声筛查与产后诊断比较
产后诊断显示，87例胎儿泌尿系统畸形中，肾积水41例，肾缺如11例，肾发育不全7例，肾囊性病变13例，多囊性肾发育不良15例。超声检测胎儿泌尿系统畸形中，肾缺如的诊断灵敏度最高，为90.91%，其次为肾发育不全（85.71%）、肾囊性病变（84.62%），在上述疾病诊断中，Kappa值均>0.80，诊断效能优，见表1。
2.2胎儿泌尿系统畸形超声影像特点
胎儿泌尿系统畸形影像特点见图1。图1A为孕24+周，右肾集合系统分离约1.0cm，产后诊断为轻度肾积水；图1B为孕28+周，重度肾积水，胎儿肾盂前后径>1.5cm，肾盏积液扩张呈花瓣状，肾盂扩大、肾实质变薄。图1C为孕22+周，单肾缺如，膀胱和羊水可表现为无异常，但对侧肾脏呈代偿性增大，超声并未显示患侧肾动脉血流。图1D为孕24+周，肾发育不全，肾脏体积较小。图1E为孕26+周，成人型多囊肾，表现为双肾体积增大，回声增强，该患儿母亲有多囊肾病史。图1F为孕17+周，多囊性肾发育不良，无正常肾单位发育，集合小管增大随意发育成异常囊腔。
3讨论
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关键词:电磁超声;涡流检测;复合检测技术
0 引言
现代工业对重要设备的安全性要求越来越高,在机械设备、电气设备、管道设备以及铁路运输、液压系统等开发和使用过程中,其钢制、铝制等材料会出现各种各样的缺陷,这些缺陷的出现,可能会带来人员伤亡和经济损失。无损检测技术(NonDestructiveTesting,NDT)用于金属工业和科学领域,是在不破坏测试材料的完整性和结构,并对测试材料后续应用不进行破坏的条件下,对测试材料的几何特征进行测量、定位,验证检测信息属于伪缺陷、相关缺陷或非相关缺陷的类型,最后对此构件是不是符合工作标准进行评估,从而帮助检测人员在不同的环境下检测各种材料不同类型的缺陷[1]。目前无损检测技术主要有:超声、涡流、射线、渗透、漏磁、磁记忆、激光、红外和微波等[2]。本文将介绍电磁超声检测技术、涡流检测技术、电磁超声-涡流复合式无损检测技术,并详细介绍电磁超声-涡流复合检测技术在铁道车辆上的应用前景。
1 电磁超声无损检测技术
对于电磁超声无损检测技术的研究始于20世纪30年代,发展至60年代出现了电磁超声换能器(Elec-tromagneticAcousticTransducer,EMAT)。它是一种非接触式超声换能器,是物体无损检测的重要方法之一,几乎应用于所有工业部门。EMAT是通过使用电磁机制来生成和检测超声波,主要由两个部分组成:一是交流脉冲供电线圈;二是设计在EMAT下方,在试件表皮深度内感应出强大静态磁通量的磁体。同时,试件也是EMAT检测的重要的一部分,必须具有导电性或者铁磁性,才能使线圈在试件表面产生涡流。EMAT的工作过程分为两个部分:发射过程和接收过程。发射过程即是当导线被放置在导电物体表面附近,并被当前所需超声频率的电流驱动时,在近表面区域将会产生与之相反的涡流,同时提供了一个偏置静磁场,交变涡流在静磁场的作用下,会收到两个相反的机械力的作用而产生振动,形成超声波的波源。而超声波接收过程即发射过程的逆过程。EMAT激发低频引导超声,无需紧密接触即可直接在金属表面上建立波源,这种超声波可以沿轴向或周向传播很长的距离,并将相关信息反馈到远程传感器;同时降低了传播损耗并在较低频率下具有相对较高的转换效率。超声波的频率特性和超声波产生的效率会受到脉冲发生器以及待检测试件的影响。在设计线圈时,需要充分考虑脉冲发生器与被测试件的关系,以达到所需的频率特性和优化发电效率。超声无损检测具有以下优点:近距离特性意味着在零件表面附近有一个气隙,没有耦合液或润滑脂层的限制,可以提高检测速度以及应用在较广的温度范围内;超声传导过程发生在零件表面薄层内,使超声波的传播时间(或阶段)得以精确测量,从而不损害或不影响被检测对象的使用性能;线圈形状和磁场方向允许波的类型(剪切或纵向)和传播方向由传感器设计控制;特殊波型可以满足多种材料和构造的工件进行全面快速检测的需求,例如剪切水平波、兰姆波、瑞利波;大线圈或线圈形状更容易满足多种待检测物体形状,并扩大了可用于检测零件的几何范围。基于EMAT的优点,超声无损检测在偏远环境中具有较高的检测速度和耐高温工作能力,会激发出不容易被流体耦合压电激发的极化,从而产生高强度的测量结果[3]。文献[4]研究了具有非均匀线圈的RW-EMAT的空间脉冲压缩现象,分析空间脉冲压缩的机制,提出了一种设计RW-EMAT的新方法,建立了RW-EMAT的有限元模型,并模拟了超声波的传播过程和空间脉冲压缩过程。文献[5]通过仿真和实验研究了通过使用周期性永磁体进行点聚焦剪切水平导波EMAT来检测不同形状和大小的缺陷的方法,并从散点图中提取有效的缺陷特征,从而在聚焦换能器的影响下实现缺陷的高精度分类和高精度量化。
2 涡流检测技术
涡流检测技术的原理是基于一个磁场源和测试材料之间的相互作用(见图1)。这种相互作用在试件中产生涡流,并且可以通过监测涡流流量变化来检测出非常小裂缝的存在。涡流无损检测技术可以使用在恶劣环境下,其缺陷检测速度可以高达150m/s[6]。该技术尤其适用于生产线中线材、棒材、管材、型材等半成品的自动检测。实际上,涡流检测是瞬间完成的;而其他技术,如液体渗透检测或光学检测需要耗费一定时间。涡流检测可以在各种导电材料中检测裂纹,无论是铁磁性的还是非铁磁性的都可适用;而其他无损技术,如磁颗粒法,仅限于铁磁性金属。涡流检测的另一个优点是检测可以在传感器和待检测件之间没有任何直接物理接触情况下进行,这与电磁超声检测类似。绝大多数的检查和测量作业可以用涡流检测进行,比如可以测量非导电涂层的厚度和电导率,这超出了其他检测技术的工作范围[7]。电导率与试件成分和热处理有关,因此涡流检测还可用于区分纯材料和合金成分,并可用于测定热处理后试件的硬度[8]。图1 涡流检测原理图自20世纪50年代以来,在航空航天和核工业领域,涡流检测技术在缺陷检测方面发展迅速。近年来,高灵敏度涡流传感器和探头的广泛研究和发展表明,涡流检测也是目前广泛应用的检测技术之一。涡流检测可以在多种材料中进行非导电涂层厚度、合金成分和硬度等技术范围之外的裂纹检测和测量,其前提条件是被测试材料必须能产生涡电流。同时,涡流检测传感器不受灰尘、湿度、油或介质材料的影响,并已被证明在一定温度范围内应用是可靠的。涡流检测技术可以为各个行业提供可靠的质量控制系统,相信在未来,对于涡流检测技术的研究会在传感器、设备和信号处理方面更进一步。文献[9]使用脉冲涡流测试检测换热管中圆周裂纹,强调新型探头的研究,旨在提高圆周裂纹的检测灵敏度。该研究设计的横向探头是为了使涡流垂直于圆周裂纹,以提高检测灵敏度;提出了使用相互垂直放置的两个探头来完成整个圆周的检测;通过数值模拟明确两个探头可以覆盖整个管圆周,从而实现更经济的检测。同时文献[9]还提出了一种针对多频涡流测试的剥离不变电感的特性,该特性仅针对铁磁钢,并在一定工作频率下发现测得的电感信号几乎不受传感器检测距离的影响。文献[10]提出了一种使用机器学习方法对来自涡流无损检测传感器的响应信号进行反演,通过机器学习方法检测和确定导电材料的不同缺陷,并获得其几何特征;利用3D有限元模拟构建了一个包含传感器裂纹零件系统阻抗(构成裂纹特征)的数据库,并通过实验进行了验证。结果表明,可以使用这些已开发的方法对缺陷进行量化。数值方法可以代替昂贵的实验研究或计算时间长的优化算法。
3 电磁超声-涡流复合检测技术
近些年,各种无损检测技术的使用已得到了很好验证并提供了解决问题的方法。当检测范围很简单时,使用单一测试方法是可以的;但有时单个测试方法无法提供有关该问题的足够信息,因此结合使用不同的检测方法是必不可少的。在工业领域,涡流检测(ECT)和超声波检测(UT)已经被证明能够很好地互补。ECT可以有效地确定物体表面浅部缺陷的大小,但由于集肤效应,较深区域的裂缝难以被检测。相比之下,UT超声检测体波则有探测深层裂缝而不是表面或浅层裂缝的能力。同时检测深度在一定范围内随激励频率的变化而变化,合理选择检测频率可以使涡流检测范围与电磁超声检测范围重合,使试件能够在更大的区域进行检测,以提高重合检测精度。不同的无损检测技术存在各自的优缺点,如果合理地将不同检测技术结合在一起,不同的技术之间进行互补,就可以大大提高检测工作的质量和检测结果的准确性。涡流与电磁超声的复合方式分为两种:机理层复合和系统层复合。复合检测技术的关键在于两种检测方式的探头是否合理结合。对于两种探头集成方式,涡流探头与电磁超声探头的放置方向应与扫描方向一致,这样涡流和电磁超声波将对同一区域进行缺陷检测[11]。同时,检测数据融合也是非常重要的组成部分。数据融合把多源数据信息通过合适方法结合起来以达到更好结果。复合式检测方法可以获得比单一检测方法更宽的范围和更高的检测精度。
4 复合检测技术在铁道车辆上的应用前景
铁道车辆重载、高速的发展方向对铁道车辆的运行安全提出了更为严苛的要求,因而运用多种无损探伤方法对车辆轮轴、车钩、摇枕、钩尾框等重要部件进行检测以保证其运行安全至关重要。列车重载和高速运行是影响钢轨、车辆部件使用寿命的关键因素。轮对是铁道车辆上最重要的部件之一,但在高载荷和高速的情况下,轮对会产生应力变化甚至缺陷,一旦出现缺陷,将直接危害铁路交通安全,甚至导致车辆脱轨和颠覆。因轮对缺陷而引起轨道交通事故的主要原因:一是冶金缺陷,即在内部孔隙冶炼和加工时,在车轮表面和内部产生砂眼、气孔和划痕等缺陷;二是疲劳缺陷。车辆在行驶过程中会产生强烈的动载荷冲击,可能会在车轴表面产生疲劳裂纹。静载荷和疲劳载荷都会导致较大扭转应力和弯曲应力,后者会产生横向表面开裂的裂纹,可能在车轴的特定部分(发生直径减小的部分)引起应力增强(即缺口效应),从而触发疲劳裂纹的产生和扩展。在运用超声波无损检测技术检测钢轨等铁路设备时,检出的主要是器件的体积缺陷,可以使用剪切和纵向波探头检查横截面大缺陷。图2为铁路探伤工利用钢轨超声波探伤仪检查辨别出钢轨顶面擦伤、接缝处裂纹、接头处螺孔裂纹等缺陷。如果工件表面或近表面的缺陷增加,其识别就比较困难。近年来,需要具有高检测和定型潜力的检测技术来改变这种表面缺陷识别困难的问题,而涡流检测技术被证明是最合适的检测手段之一。当检测钢轨表面距离在几毫米范围内时,涡流探头具有高分辨率。与超声波检测相反,涡流检测是一种表面检查技术,适用于钢轨头表面和近表面区域的检测,因此这是一种有用的附加方法,是对超声波轨道检测的补充[12]。由此可见,利用传统单一的无损检测技术,只能对部件的一种参数进行检测,无法实现对铁道车辆部件质量的全面检测。从实际生产过程来看,为了达到全面检测,应将多种无损检测技术结合在一起,实现对多种参数的检测。例如,可以采用超声探伤手段对车辆部件的气孔和砂眼进行检测,采用涡流探伤对裂纹进行检测,以此满足铁道车辆部件实际应用的需要。由于电磁超声-涡流复合检测技术有着更宽的检测范围以及更准的检测精度,用此技术在铁道车辆上进行复合无损检测将成为检测的重要手段之一。电磁超声检测技术和涡流检测技术复合可以很好地实现功能互补,极大地提高了探伤工作效率,在很大程度上避免错探、漏探现象。EMAT在激发超声波的过程中,也会在检测部件表面产生涡流,通过对部件表面涡流变化时反映在检测线圈上的电势进行测量,从而得到检测结果。复合检测探头中获取的检测信号包含了涡流检测信息和电磁超声检测信息,通过一定的方式同时将两个信号进行采集、处理,再通过数据分析技术对信号进行有效分析。检测铁道车辆上的部件及钢轨采用复合无损检测技术,并结合人工进行抽检,基本保证无漏检现象出现。复合无损检测技术用于设备检测中,一般检测速度为1.52m/s,最高可达到3m/s,既能满足检测速度上的实际需求,也可满足器件的性能要求与质量要求,可以实现检测的完全自动化[13]。为确保铁道车辆安全运行,复合无损检测是必不可少的工序。针对因铁路相关部件缺陷而导致交通运输中断、列车脱轨等严重事故频发的问题,铁路部门投入了大量人力、物力对运行的铁路设备进行检测,以达到缺陷早发现、早修复的目的,从而减少乃至杜绝铁路安全事故的发生,确保铁路交通运输安全。由此可见,合理地使用复合无损检测技术可以及时、高效、精准地发现运行的铁路设备的疲劳损伤情况,提前做好养护检修工作,以提高设备的利用率,从而避免铁路交通事故的发生。
5 总结
超声检测范文4
超声波检测是不破坏原岩土的受力结构，应用相关的检测设备对锚杆进行检测。在检测时，对杆端进行外力震击，从而引起杆端的剧烈振动，并产生沿锚杆向杆底传播的应力波。如果应力波的波形、波速、波峰值保持不变，在锚杆中均匀传播，则表明锚杆的完整性比较好。如果应力波的波形、波速、波峰值发生变化，则表明沿锚杆长度方向上存在缺陷。由于超声波检测对锚杆不产生破坏，所以特别适用于重要岩土工程大面积检测工程。
2锚固锚杆应力波超声波检测工作流程
在进行锚杆超声波检测数据分析之前，首先要调查清楚围岩土地的基本地质状况，然后再标定锚杆杆头应力波速度，利用检测装置采集反射波反射回来的数据，通过一系列的分析整理获取岩土中锚杆的长度、锚杆的完整程度等基本信息。因此，超声波检测技术基于应力波检测的工作流程大致为：收集围岩地质基本资料，标定应力波速大小，利用检测仪器进行数据动态采集，拉拔抽检试验、时域波形分析、频谱分析以及时频频谱分析等，最后准确获取锚杆的长度和完整度。
3锚杆超声波检测技术基本原理
当锚杆杆端受到外力震击后，就会引起杆端的剧烈振动，并产生应力波沿锚杆向杆底处传播。如果锚杆质量完好，则锚杆为应力波提供了一个均匀传播的介质，此时应力波的波形、波速、波峰值均保持不变。如果存在缺陷，则应力波就会在不均匀的材料中传播，在有缺陷部位应力波将发生突变，从而使得应力波的波形、波速、波峰值发生变化，会发生透射波、反射波或者散射波等现象。实际检测工程中发现，由于透射波在受到锚杆内非均匀介质的作用下，仪器很难准确测量其具体值；可以通过对反射波的分析获得锚杆的质量水平，当应力波反射传播到锚杆杆顶时，由原先装置在锚杆杆顶处加速度或速度计应力波传感器采集测得。由于反射波的数据信息代表着锚杆质量的相关信息。因此，对反射波携带的数据进行信息分析后，就可以得出锚杆质量的完整程度，从而可以获取锚杆的综合安全性能指标。
4超声波检测中锚杆锚固失效分析
4.1锚杆杆体钢筋拉断
钢筋是围岩锚杆中的主要受力体，主要提供拉力，同时由于锚杆底端的丝扣部位，经常性出现几个应力共同作用，使其该处发生应力集中。当应力增大到一定程度时，则会使锚杆中的钢筋拉断。为了解决钢筋被拉断，实际工程中常对钢筋进行热处理，从而提高钢筋的韧性，防止钢筋拉断现象的发生。
4.2托板失效
由岩土工程可知，在实际工程中常发生锚杆托板失效现象，为了解决托板失效，实际工程施工时通常选用增大锚杆托板的厚度，或采用高强度钢材等提高锚杆托板的耐压性能，从而提高锚固结构整体的性能。
4.3局部薄弱点破坏，致使锚空失效
大量岩土工程实践表明，由于岩土围岩局部薄弱部位发生破坏引起锚杆出现锚空失效现象。当采用锚固锚杆技术进行岩土工程加固支护时，由于在围岩中薄弱点处荷载产生的应力分布不均匀，就会在围岩的薄弱环节处出现局部破坏现象，导致锚杆的切向锚固力瞬间减小甚至消失，锚杆的径向锚固力也随之减小，锚固结构支护性能降低，发生锚杆锚空失效现象。
5结语
超声检测范文5
关键词：超声横波；混凝土检测；对比试验检测；钢筋密集型混凝土
在桥梁混凝土施工过程中，受现场条件、施工工艺及现场管理等因素影响，混凝土内部会出现蜂窝、孔洞、离析等缺陷，影响桥梁的结构安全［1］，因此对混凝土质量的检测与控制至关重要。自20世纪30年代开始，相关领域的专家学者就开始研究混凝土无损检测技术［2］；至今，混凝土无损检测技术方法、设备种类较多，优点突出，但也存在不少缺点，对复杂混凝土的检测成果精度有待提高。近年来采用合成孔径聚焦技术（SyntheticAper⁃tureFocusingTechnique，SAFT）的超声横波三维成像技术被引入到混凝土缺陷检测中［3⁃9］，它是基于超声横波反射法，而混凝土是非均匀介质，超声纵波会发生明显散射和绕射，且异常区与正常区的纵波速度差异较横波速度小；横波不能在空气及水中传播，当遇到混凝土中的波纹管等结构或预埋件及蜂窝、孔洞、裂缝等缺陷时，横波反射会更加明显；因此超声横波较常规超声纵波法对混凝土内缺陷的反应更为敏感，准确度更高。本文简要介绍了A1040MIRA超声横波成像技术基本原理及现场数据采集技术要点，通过对云南某大桥桥梁混凝土超声横波成像检测案例分析，为相关技术工程应用提供参考。
1基本原理及技术要点
1.1超声横波成像技术
基本原理超声横波检测技术是利用超声横波在混凝土中传播，遇到其中的蜂窝、孔洞、离析等缺陷造成的波阻抗差异界面时，会产生折射、反射、绕射及散射等现象。超声横波检测时，通过在物体的一侧面发射和接收超声横波（20～100kHz）脉冲信号，然后用合成孔径聚焦技术［10⁃12］进行信号处理，得到物体内部超声横波反射强度、位置、规模等分布图，最后通过解译得出被探测物体内部结构信息。与传统的单发单收超声反射法相比，超声横波成像检测系统采用4×12的干耦合点阵换能器，如图1所示，系统数据采集时，换能器会进行激发和接收的转换，第一排激发时，后面的检波器接收信号，然后转换成第二排激发，后面的检波器接收信号，直到最后一排检波器激发接收完毕时结束一次采集。每次采集，既可以接收到广角的超声横波反射信号，也可以接收到小角度的超声横波反射信号，激发接收方式如图2所示。
1.2技术要点
A1040MIRA超声横波成像仪数据处理在采集过程中完成，具有即时成像功能；室内资料整理是将现场采集数据导入专用软件进行三维成图，无需反演计算，因此现场采集参数的选择对成像成果至关重要。当横波速度、发射频率选择不当时，会导致混凝土内部结构成像不清晰，如钢筋反射过于杂乱或分不开、探测对象底界面不清晰、无底界面反射或底界面反射弯曲等，如图3所示。彩色增益、模拟增益2个参数选择不当，也会影响探测目标的显示。A1040MIRA超声横波成像仪现场数据采集时，一般可根据探测对象的尺寸大小、内部结构及缺陷深度等预估一个横波速度、发射频率、彩色增益及模拟增益数值，通过对临近已知的完整区域混凝土构件进行现场试验确定。数据采集需将检测对象表面的附着物及障碍物清理干净，将仪器底部的十字光标对准测点，人工按压设备，使设备的干耦合探头与混凝土表面紧密接触，然后按设定的采集方向完成所有点的数据采集；并做好现场记录，含测线位置、测线方向、起始位置、结束位置及表面混凝土缺陷特性、类型等信息。
2工程应用实例
2.1工程概况
云南某大桥主桥采用主跨71.5m＋130m＋71.5m连续钢结构方案。该桥2＃桥墩0＃块段长12.0m，在托架上浇筑，顶板厚50cm；0＃块2横隔板间底板厚80cm，腹板厚70cm，横隔板外腹板厚度渐变。主桥箱梁采用C50混凝土，其轴心抗压强度设计值为22.4MPa，轴心抗拉强度设计值为1.83MPa，弹性模量为3.45×104MPa，箱梁混凝土内部钢筋密集。该桥在浇筑过程中，由于现场质量管控不到位，导致混凝土表面出现较多蜂窝、麻面，局部出现孔洞现象。为了准确了解该箱梁腹板混凝土的安全性，需对腹板混凝土进行密实性检测。结合箱梁内部特征，常规地质雷达法由于存在较强的电磁干扰，难以得到良好的检测效果，因此采用超声横波层析成像法对混凝土内部结构进行探测（所采用设备为A1040MIRA混凝土超声成像仪），查明箱梁混凝土内部存在的缺陷，作出密实性评价，为后期工程处理提供可靠依据。
2.2箱梁混凝土密实性分类标准
为保证检测结果的准确性，在检测工作正式开展前，首先是通过对临近完整的、已知内部结构的混凝土进行试验检测，以确定检测参数。经过现场试验检测，确定本次采集参数为：彩色增益为16dB，模拟增益为55dB，发射频率为40kHz，波速为2350km／s。其次是对受检箱梁腹板进行对比检测；对比梁分为2种：一是确信正常的箱梁腹板，二是存在异常的箱梁腹板梁。对比检测的目的是确定2种情况下超声横波层析成像法反射信号特征，建立受检箱梁混凝土密实性分类标准。正常箱梁腹板检测在右岸3＃桥墩0＃块箱梁上下游腹板上进行，异常箱梁腹板检测在2＃桥墩0＃块箱梁腹板混凝土表面明显异常区域进行。超声横波层析成像检测，主要分析信号反射特征，找出箱梁腹板钢筋层、预应力钢筋层、预应力钢束波纹管、底界面等各层反射界面，以及混凝土内部的反射密集程度、强弱等。
2.2.1正常箱梁腹板超声横波层析成像检测
超声横波层析成像波形基本特征：第一层钢筋网、预应力钢筋反射层清晰，第二层预应力钢筋反射层清晰，波纹管反射清晰，底界面反射清晰（若测试点靠近桥柱边缘，此时底界反射会相对减弱，不属于缺陷问题），各层反射位置符合设计和施工实际情况，除结构层间反射外，混凝土内部无异常反射或存在零星弱反射；另外若测试点靠近桥柱边缘，此时底界反射会相对减弱，不属于缺陷问题。典型超声横波成果如图4—5所示。
2.2.2异常箱梁腹板超声横波层析成像检测
超声横波层析成像波形基本特征：底界面反射较清晰，隐约可见或无底界面反射，钢筋反射层清晰，波纹管反射清晰，除正常结构层间反射外，混凝土内部存在较密集、密集、较弱或较强反射；典型超声横波成果如图6所示，三维成果如图7所示。根据工程经验，结合检测技术原理、条件和工程内部结构特征，将本次箱梁混凝土密实性分为4个级别，各级别超声横波层析成像信号特征见表1。
2.3箱梁腹板混凝土密实性检测结果分析
检测时按箱梁腹板外部结构特征，将上下游腹板各分成6个检测区域，并用250mm×200mm的网格单元对各个测区进行覆盖。数据经专业软件三维成图，通过对不同部位超前横波成像成果切片分析，结合设计图纸，按表1中箱梁混凝土密实性检测评价标准进行评价，成果统计见表2。本次箱梁上游腹板混凝土超声横波密实性检测成果显示，检测范围内共发现19个混凝土不密实区，其中9个轻度不密实区（Ⅱ级），轻度不密实区累计面积占总检测面积的21.66％；10个中度不密实区（Ⅲ级），中度不密实区累计面积占总检测面积的15.70％，在上游腹板检测区域内，没发现混凝土密实性为Ⅳ级的区域。下游腹板混凝土密实性检测范围内发现20个混凝土不密实区，其中10块轻度不密实区（Ⅱ级），轻度不密实区累计面积占总检测面积的12.46％；10个中度不密实区（Ⅲ级），中度不密实区累计面积占总检测面积的20.06％，在下游腹板检测区域内，没发现混凝土密实性为Ⅳ级的区域。为验证异常是否存在，在异常部位进行了钻孔取芯验证，取芯结果表明异常部位混凝土出现蜂窝、孔洞、离析等缺陷，结合本次超声横波检测成果及混凝土超声回弹强度检测成果，经咨询专家会讨论研判，对该箱梁腹板进行拆除重建。
3结语
超声检测范文6
关键词：输气管道；应力检测；超声波；沉降治理
1背景
2018年6月10日中缅天然气输气管道黔西南州晴隆县K0975-100m处发生泄漏燃爆事故，燃爆口位于沿山敷设的管段上，事故调查直接原因为组合荷载作用下造成的环焊缝脆性断裂。截至2018年底，我国天然气干线管道总里程达7.6万公里。受气源和消费市场分布制约，我国天然气输送管道穿越西北、川鄂、云贵、两广等地质灾害区域较多，且伴随管道沿线社会经济发展，管道高后果区呈现增长态势，管道的安全运行面临巨大压力。管道本体应力作为管道安全的一重要控制指标，对管道本体安全的重要控制指标管体应力水平的检测和控制提出了迫切要求。目前，管道应力测试方法有盲孔法、X射线衍射法、超声波法等。其中，超声波法是当前无损测试工程结构工作应力的有效方法，适用于在役管道本体应力的检测，且在工程中已成功应用。本文主要对不同应力测试方法进行对比，并着重分析超声波应力检测技术在输气管道中的应用情况，旨在为后续管道应力检测及分析和管体应力的整治提供经验。
2应力检测技术现状
目前国内外主要的应力测试方法有：盲孔法、X射线衍射法、超声波法。各检测技术原理及应用特点分析如下：（1）盲孔法：根据应变片或应变花在钻孔过程中检测的形变量来计算残余应力值。技术较为成熟，但属于有损的检测方式，需要在试件上进行钻孔。适合生产过程中的抽检或者允许破坏性检测场合，在役管道一般无法采用。（2）X射线衍射法：X射线衍射主要是利用晶体X射线衍射的布拉格方程，依据晶体衍射峰的偏移方向和幅度来确定应力的性质和大小，X射线是应用比较早的一种应力测试方式，属于无损检测方式，但其透射深度有限，微米级别，只能检测表面应力，无法反映材料的真实应力状态，并且受设备尺寸、现场环境以及被测工件表面状态的限制，难以满足现场检测的需求，易产生辐射危害，不适用于管道本体应力检测。（3）超声波应力测试法：超声波法测量应力基于声弹性理论，即被测介质中的应力会引起超声波传播速度的变化，且声速变化值与应力存在一定的数学关系，通过超声临界折射纵波波传播速度的改变量可计算被测介质的应力。
3某管道实际检测应用
国内某管道建设期间，管道下沟回填时未对沟底及管体覆土进行压实，雨季管道发生下沉。为充分掌握管道下沉对管体应力的影响，避免因管道沉降、外部荷载和内部荷载等因素综合作用导致管体应力超限、发生管道失稳或应力开裂等事故，采用超声波应力检测方法对出现沉降管段进行应力检测。根据标准规范及材料第四强度理论进行分析评定，所检测管道管径DN1200、材质L555M、管材最小屈服强度555MPa，检测应力值276MPa（0.5σs），未超出规范规定的0.8σs，因此管体现状应力状态是安全的。同时，通过检测结果来看，虽然管体应力水平未超限值，但管体同一检测断面不同测点位置受力趋势不同，管体3点位呈现拉应力、其余三个点位呈现压应力，且9点位压应力较其他点位要大，反映管道本身存在一定弯矩，弯曲方向为顺流向向左弯曲。现场通过开挖管道，对管道承受弯矩进行缓解，从而释放管道应力。管道单处截面的应力检测可以用于判断管体检测界面的受力状态，从而简单分析管道的状态，但难以确定管道目前的受力产生的原因，无法开展针对性治理。通过对管道多处截面的应力测量，进行综合对比分析，是可以确定管道或者管系受力根源的。结合检测分析结果，现场对埋地DN1200主管线进行了开挖，在DN1200管道两侧释放应力。实施后现场复检发现检测点位应力稳定，并呈现回落削减趋势，治理效果良好。
4结语
超声波应力检测技术的应用，为今后地质灾害地段及部分特殊管段的管体应力安全评估提供了一种有效的解决途径。实际应用中可综合管体应力检测、管系应力模拟分析、管道应力评定标准等，对管道应力状态进行分级管理，尤其是地质复杂段和管系复杂区域。另外，日常运行中，建议对敏感区域管道等设施实施位移监视，呈现发育趋势的点位应及时开展应力检测和分析，助力治理措施的科学性和有效性。
参考文献：
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.输气管道工程设计规范[S].北京：中国计划出版社，
[2]《2019中国天然气发展报告》，石油工业出版社，国家能源局石油天然气司等.
[3]《焊接残余应力超声无损检测技术》徐浪等，新技术新仪器，2012-32卷-6期，29-32.
超声检测范文7
关键词：电子技术；无损检测；超声检测；激光检测；技术应用
1无损检测技术概述
1.1无损检测技术的概念及目的
无损检测技术是指在对产品进行检测的过程中，不损伤被检测对象的内部组织结构和使用性能，通过特定的物理或者化学手段、现代化仪器等对其质量进行检测，及时发现产品存在的缺陷和问题。开展无损检测技术的主要目的是保障产品的质量，及时检查产品在规定期限内性能是否完好、是否能够充分满足使用者的实际需求、检测产品使用的可靠性和安全性等。如果在检测中发现质量问题，则要根据缺陷产生的根本原因，通过改善生产工艺或者管理方法等保障产品的质量和使用价值。假如缺少无损检测这一环节将会对生产企业造成极大的经济损失，一旦流入市场，将会引发严重的社会问题[1]。
1.2电子技术下的无损检测技术应用范围
无损检测技术在当前具有相对广泛的应用范围，主要有以下几个方面：（1）适用于组合产品内部结构以及组成情况的检测和检查。（2）适用于对产品材料、焊中缺陷缝和铸锻件等的检查，为其质量评定和使用寿命评定提供依据和参考。（3）可以对材料及机械设备的计量进行检测，则是以定量方法为基础，通过检测材料和设备的变形量或者是腐蚀量等，评定其使用期限。（4）无损检测技术还比较适用于材料品种正确性的检测，核查其是否按照相应工序进行处理[2]。（5）能够测定产品表面处理层的厚度。（6）适用于应变测试。
2电子技术下的无损检测技术突出特点
当前电子技术下的无损检测技术具备非破坏性、动态性、严谨性和检测结果分歧性的突出特征。首先无损检测技术的非破坏性是指其可以在不破坏检测对象的前提条件下，将不合格产品进行剔除，可以有效的避免对合格产品的损伤。在实际运用过程中，相关人员可以根据检测产品的类型及需求，合理选择全面检测或者是抽样检测，具有较高的可靠性和灵活性；而动态性特点是指电子技术下的无损检测技术能够对正在使用中的产品进行检测，并且能够对产品运行期的累积影响进行考察和衡量，以便于确定被检测对象的失效机理；电子技术无损检测技术的严谨性则体现在检测过程需要相对专业的人员和设备进行管理和操作，并且具有规范化的操作规程，才能够确保检测结果的准确性和可靠性；检测结果分歧性则是指对同一个被检测对象采用不同的检测方法，可能会出现差异化的检测结果，所以需要综合所有检测结果进行统一分析[3]。
3电子技术下的无损检测技术种类与应用
3.1超声检测技术
电子技术下的无损检测技术中，超声波检测技术是其比较新颖和先进的一种无损检测技术，其包括了声发射检测方法和非接触超声换能检测方法。超声发射技术是近年来新兴的被动式无损检测技术，其可以接受被检测对象发射的超声波，然后根据超声波判断产品是否存在质量缺陷。不过这一技术的运用需要具备一定的前提条件和基础，即是被检测对象能够在外力或者内力的作用下，发出反映内部结构的超声波。因此超声发射无损检测技术可以对产品的内部构造进行检测，按照时间、温度等变化情况获得较为准确的信息，最终可以根据检测结果合理作出质量评价。不过在应用声发射技术时，其适用范围相对较小，而且比较容易受到外部机电噪声的干扰。现阶段声发射技术大多用于裂缝检测和构建材料检测领域中[4]。另外一种非接触超声换能技术在市面上相对比较常见，比如电磁超声检测方法、静电耦合检测方法、激光超声检测方法等。不过很多非接触超声换能技术都存在一定的局限性，受环境、空气以及静电等影响相对较大。但不可否认的是对于一些特殊的非接触性产品，利用此种方法可以获得良好的检测效果。如图1所示，由于超声波具有较好的介质中传播发生反射、指向性以及传播能量大、穿透能力强等优势，在现阶段被广泛应用于无损检测技术中。在对轧制件、焊缝以及锻件、有色金属、非金属、钢铁产品检测过程中，都可以应用超声波无损检测技术，在运用时既能够采用手动方式进行检测，也可以利用自动化检测方法，有效提高检测精度和检测水平。除此之外，在当前电子技术快速发展的进程中，超声相控阵技术不断创新进步，并逐渐应用于检测实践中。这种无损检测技术主要是通过不同形状的多阵元换能器来生成超声波波束并实现接收，检测人员控制换能器阵列当中的各个阵元发射或接收脉冲时间延迟，促使声波到达被检测产品的内部发生一定的变化，改变某一点的相位关系，从而能够保障聚焦点和声束的方向发生改变，再利用相应机械扫描和电子扫描结合的方法，形成检测图像，进而判断被检测产品是否存在缺陷。这种检测技术能够实现全面、多角度、快速检测，对管形焊缝、管材等产品的检测具有效率高、设计简单、技术成本低等优势。所以超声相控阵技术在未来无损检测技术体系的发展中，具有非常广阔的运用前景。
3.2激光检测技术
电子技术下的激光无损检测技术主要有三种，分别是激光超声无损检测技术、激光全息无损检测技术、激光散斑无损检测技术。激光超声无损检测技术的优势较为明显，可以不与物品发生直接接触的前提下，就可以进行远距离检测，不会对被检测物品造成损伤。而且激光超声无损检测技术在运用的过程中聚焦和扫描、成像的速度非常快，利用超短激光脉冲则可以实现在短时间内完成产品的无损检测。不过对于激光超声检测技术的应用成本较高，对于一些具有放射性和高温特点的产品具有较好的检测效果，尤其适用于飞机复合材料以及化学物品的无损检测。激光全息无损检测技术是在全息干涉计量技术的基础上发展而来的，在运用检测技术时通过增加被检测产品的温度、对其进行机械、压力加载等方式，促使产品的表面产生细微的变形。再对比加载前后的全息影像，可以得到被检测产品图像的光波形状，便于检测人员判断产品是否存在质量问题。在运用该项无损检测技术时，由于其具有检测速度快、灵敏度较高的特点，可以比较直观的发现产品缺陷，并且对被检测产品无任何特殊要求，是当前无损检测技术中最为有效、先进的技术类型之一。但是激光全息检测技术也存在一定的不足和缺点，在运用时必须保障检测环境达到避光和防震的要求，通常这项技术被运用在军工产品以及飞机材料部件产品检测活动中。激光散斑无损检测技术是基于激光散斑原理而形成的一种新光学测量技术，如图2所示，被检测产品在无损检测后会产生一定的激光散斑图。检测人员根据散斑图中的光波变化判断其质量是否存在问题。比如散斑图的光波形状变化较为明显，则说明被检测产品存在质量缺陷，而且激光散斑无损检测技术对环境的要求不高，可以在多种环境中直接运用，具有较为良好的便捷性。同时激光散斑无损检测技术具备检测范围广泛、精度高、非接触式检测的优势特点，非常适合对复合式材料的无损检测，比如对火箭外壳、飞机机身等都可以在现场利用干涉图像信号直接开展无损检测活动。在现场检测完成后，检测人员即可以根据计算机显示的干涉图形判断被检测产品的质量情况，可以有效的节省检测时间和程序，提高了无损检测的工作效率。
3.3其他检测技术
电子技术下的无损检测技术除了超声检测技术和激光检测技术两大类型以外，还包括其他一些检测方法。射线检测技术，利用射线在介质传播过程中逐渐衰减的原理，射线在通过被检测产品一面的过程中，会根据产品质量而产生不同的射线特点。如果产品质量存在缺陷和问题，则透过被检测产品而产生的射线会呈现出不均匀的现状。因此检测人员运用射线无损检测技术可以根据所产生射线的均匀程度，判定产品的质量是否合格，其一般运用于大型机械设备的检测活动中。渗透检测技术，通过将被检测产品完全浸入到渗透液体中，如果产品的内壁存在质量问题，则会有液体深入到产品内。从而检测残留在产品内部的渗透液来判断缺陷。并且渗透检测技术可以将被检测产品的缺陷尺寸和对比度都有所放大，有利于检测人员直接观测。所以渗透检测技术通常适用于焊接或者是陶瓷塑料等黑色产品的检测活动中。红外线无损检测技术，如图3示意，主要是利用红外线扫描被检测产品，从而可以形成一定的红外辐能，可以将被检测产品直接转化为相对直观的温度场，检测人员根据温度场表面的分布均匀性、内外部分布情况等来判断质量是否存在缺陷，如果出现不均匀的状况，则说明被检测产品具有缺陷。因此由于红外线无损检测技术的特性，其往往适用于电力设备或者机械加工、石化设备等检测活动中。
4结束语
基于电子技术可以大力发展和运用超声无损检测技术以及激光无损检测技术，根据被检测产品的特点和特性，合理选择无损检测技术，能够在很大程度上提高检测效率和精度，推动检测行业的发展和进步。
参考文献
[1]毕坤.基于电子技术下的无损检测技术应用探究[J].电子元器件与信息技术,2019,3(11):89-90+93.
[2]霍海波.基于电子技术下的无损检测技术应用[J].计算机产品与流通,2019(09):71-72.
[3]沈廷龙.基于电子技术下的无损检测技术应用[J].电子制作,2018(19):52-53.
超声检测范文8
［关键词］光缆；护套壁厚；测量；控制系统
0引言
在光缆生产过程中的外护套挤塑环节，虽然客户对光缆外护套壁厚及偏心度有明确要求，但现有的生产线都不具有对光缆外护套的壁厚及偏心度进行检测和实时控制的能力，仅以外径控制来代替壁厚间接控制，只有待单位产品生产完成后，采用两端切片的方式检测，这样的控制方式不仅误差很大，且调整不及时。另外，还可能存在单位产品内、外护套不均匀的情况，而且对光缆护套的偏心度仅能依靠两端观测获得，对实际生产数据无法获知。技术手段不足带来光缆产品质量无法提高且具有很大使用风险隐患，同时也存在原材料浪费等问题（例如生产中存在实际壁厚远大于工艺要求的情况）。为此，本文设计了一套光缆护套壁厚测量控制系统，实现对光缆外护套壁厚、偏心度的实时在线测量，通过对生产过程的优化和数字化改造，以提高光缆产品的成品率和市场竞争力。
1光缆护套壁厚测量控制系统工作原理
在光缆护套壁厚测量控制系统设计时，遵循了有关国家和行业标准，利用超声检测技术对现有生产线的外护套挤塑环节进行技术改进。该系统工作原理如图1所示，通过超声探头发射超声波，超声波脉冲在透过被测物体到达材料分界面时会发生反射，反射的超声波被探头接收，通过高速数字信号处理（DSP）系统，快速精准提取发射脉冲，并精确测量二次超声波发射波在材料中传播的时间差，从而达到精确测量护套壁厚的目的［1－2］。光缆护套壁厚测量控制系统利用超声检测技术可以完成超薄的壁厚测量、最小和最大直径测量、偏心度测量以及不规则几何产品测量。
2光缆护套壁厚测量控制系统架构设计
光缆护套壁厚测量控制系统架构设计为5层，如图2（a）所示，分别是设备层、传输层、数据处理层、基础服务层和应用层［3］。设备层主要负责接入各种接口的设备，传输层负责将设备中的各种信息通过RS485总线或者以太网传输到数据处理层进行数据分发，基础服务层主要负责应用里面的一些基础服务。设计的光缆护套壁厚测量控制系统的组成和连接关系如图2（b）所示，该系统的测量频率可达2000次／s，为进一步提高测量精度，将超声波探头布放在冷却水槽远离挤塑机的末端。光缆护套壁厚测量控制系统的组成部件如表1所示。
3光缆护套壁厚测量控制系统功能实现
该光缆护套壁厚测量控制系统将采集的信息通过RS485总线，上报到工控机上进行界面显示，同时通过以太网互联技术，把整个生产线的设备进行互联，用来监视管理控制生产过程中的每条生产线及生产产品的过程数据信息，显示、统计每个产品线的工作状态。此外，该光缆护套壁厚测量控制系统利用大屏显示系统对实时生产数据、各条生产线的实时任务排单及任务完成进度做可视化展示，建立数据库，对产品实时生产数据记录，并实现记录数据与最终交付产品的对应存储的扩展能力［4］。该光缆护套壁厚测量控制系统的功能主要包括：a．精准测量光缆外护套的壁厚、偏心度；b．实时图形化显示当前壁厚、偏心度数据及状态；c．可选择存储生产过程中采集的壁厚数据；d．对壁厚出现超差情况进行提示预警；e．具有数据分析功能，能够统计分析当前生产过程中是否存在超出门限的记录、平均壁厚值与标准要求的偏差等，为现场壁厚参数调整提供依据。同时，该系统还具有良好的可扩展性，未来北向可对接制造执行系统（MES），南向可对接其他生产设备（如喷码机），实现生产数据互通。该光缆护套壁厚测量控制系统主要以实时质量控制（QC）数据进行过程监控，包括趋势图、统计过程控制（SPC）数据、统计图表等。图3（a）示出了系统实时测试的壁厚数据，图形化直观显示了最大壁厚、最小壁厚、偏心度等关键指标值，可对生产过程中壁厚出现超差情况提示预警［5－6］。图3（b）示出了正常和异常工作显示图。当系统测得壁厚数据正常时工作状态为：画面用红色显示最小壁厚，超声波传感器采样周期大于1000次／s，画面更新频率为1次／s，显示值为1s内的平均值，系统测量误差小于0．005mm。当系统测得壁厚数据异常时工作状态为：对于实际最小壁厚小于最小壁厚预警值的情况，最小壁厚两侧30°区域黄色高亮显示并声光报警；对于实际最小壁厚小于最小壁厚下限值的情况，最小壁厚两侧30°区域红色高亮显示并声光报警。图3（c）示出了系统统计分析实时生产过程中是否存在超出门限的记录、平均壁厚值与标准要求的偏差的结果。经长期跟踪，利用该系统可将较大的护套平均壁厚值与标准要求的偏差缩小0．05～0．10mm（例如由1．68mm降低至1．63mm），则可带来3％～7％的护套材料节省，显著提高光缆良品率和效益。
4总结
