基于TOFD周向扫查的厚壁管道倾斜裂纹精准定量 被引量：8

1

作者 马天天 林莉 +2 位作者 张东辉 严宇 金士杰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期23-29,共7页

利用超声衍射时差法(TOFD)对厚壁管道实施周向扫查时,曲率表面与直通波路径不重合,引起倾斜裂纹长度和角度定量误差。为实现深层裂纹检测,提高探头中心距(PCS)进一步增加检测误差。考虑管道外壁曲率半径、PCS与裂纹端点深度之间的几何关... 利用超声衍射时差法(TOFD)对厚壁管道实施周向扫查时,曲率表面与直通波路径不重合,引起倾斜裂纹长度和角度定量误差。为实现深层裂纹检测,提高探头中心距(PCS)进一步增加检测误差。考虑管道外壁曲率半径、PCS与裂纹端点深度之间的几何关系,开展厚壁管道倾斜裂纹精准定量研究。推导厚壁管道TOFD检测周向扫查时,裂纹长度和倾斜角度定量公式,并对比优化前后检测误差。仿真研究表明,对壁厚30.0 mm,外壁曲率半径148.0 mm的碳钢管道内,长度4.0 mm,倾斜角度10°～50°的裂纹实施检测时,长度和倾斜角度定量误差分别下降可达0.10 mm和1.58°。实验针对碳钢管道试块中长度4.0 mm,倾斜角度30°的裂纹,长度和倾斜角度定量误差从0.30 mm和2.74°,降低至0.27 mm和0.28°。所述方法可适用于不同曲率管道内部倾斜裂纹定量检测,应用范围较广。 展开更多

关键词 超声衍射时差法 厚壁管道 周向扫查 倾斜裂纹 定量检测

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内外径比小于65%筒形锻件超声波周向检测案例分析

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作者 宁东明 程敏 +1 位作者 刘淑倩 谭乐 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2023年第1期17-21,共5页

超高压容器的锻件筒体内外径比通常小于65%,承压设备无损检测标准NB/T 47013—2015不适用于内外径比小于65%筒形锻件超声波斜入射周向扫查。超高压容器标准GB/T 34019—2017对于此类检测方法做过介绍。在工作中遇到此类结构的超声波检测... 超高压容器的锻件筒体内外径比通常小于65%,承压设备无损检测标准NB/T 47013—2015不适用于内外径比小于65%筒形锻件超声波斜入射周向扫查。超高压容器标准GB/T 34019—2017对于此类检测方法做过介绍。在工作中遇到此类结构的超声波检测,做了一些研究,通过订购特殊角度探头,研制合适的试块,发现显示信号后的计算处理,试验来验证理论研究结果,圆满完成检测任务。这对于类似结构大厚度锻件周向超声检测富有指导意义。因在常规容器中不多见,特以此为特定案例做介绍分享。 展开更多

关键词 超高压容器 内外径比 筒形锻件 周向扫查

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激光周向探测系统回波功率建模和信噪比分析

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作者 卢莉萍 张晓倩 +1 位作者 张艳 魏飞 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2022年第9期22-25,36,共5页

为了提升激光周向扫描探测系统的探测稳定性,采用三发一收的激光周向扫描探测机理,根据弹目交会的时空关系,结合目标表面反射特性,建立激光周向扫描探测系统的激光回波功率计算模型;依据目标背景辐射特性、系统固有噪声和激光回波能量,... 为了提升激光周向扫描探测系统的探测稳定性,采用三发一收的激光周向扫描探测机理,根据弹目交会的时空关系,结合目标表面反射特性,建立激光周向扫描探测系统的激光回波功率计算模型;依据目标背景辐射特性、系统固有噪声和激光回波能量,推导了系统的信噪比计算模型,并分析了激光回波能量与弹目交会距离、激光入射角度的关系。通过模拟试验的结果,验证了在相同的弹目交会状态下,目标与导弹的距离越远,系统的信噪比越低;在相同的探测距离下,激光入射角度越大,激光回波能量越小,系统的信噪比越小;也说明了建立的激光周向扫描系统激光回波功率模型和信噪比模型是科学可行的。 展开更多

关键词 周向扫描 弹目交会 回波功率 信噪比

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周扫式激光通信光端机锁紧刚度优化 被引量：1

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作者 张友建 李小明 +2 位作者 张家齐 张立中 李响 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2021年第2期37-42,共6页

为保证小卫星激光通信用潜望式光端机在发射状态下的机构刚度,须采取锁紧结构对运动部件进行锁紧。针对传统锁紧机构火工品质量大、解锁有冲击与污染、不能重复解锁的缺点,设计了采用记忆合金驱动的锁紧结构,利用弹簧产生的弹力推动机... 为保证小卫星激光通信用潜望式光端机在发射状态下的机构刚度,须采取锁紧结构对运动部件进行锁紧。针对传统锁紧机构火工品质量大、解锁有冲击与污染、不能重复解锁的缺点,设计了采用记忆合金驱动的锁紧结构,利用弹簧产生的弹力推动机构锁紧光端机运动部件,记忆合金丝作为驱动源带动锁紧机构实现解锁,并根据周扫式激光通信光端机结构特点,重点分析了锁紧结构锁紧力对整机刚度的影响,优化了锁紧力以保证整机刚度,减小解锁功耗。试验表明,采用本锁紧结构后光端机在发射方向上的谐振频率可达到75 Hz,满足设计要求。 展开更多

关键词 激光通信 周扫式光端机 锁紧机构 记忆合金

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管道腐蚀检测自动扫查器方案设计

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作者 邬再新 阮星翔 +1 位作者 宋成 赵泓 《工业仪表与自动化装置》 2017年第2期74-76,共3页

该文设计了一款针对管道腐蚀检测的自动扫查器,该扫查器由圆周导轨加橡胶轮的组合结构实现在管道外表面的轴向移动;同时,直线导轨搭载相控阵探头,以圆周导轨为路径在管道外表面进行周向扫描,从而实现对管道腐蚀的全方位检测。相比于手... 该文设计了一款针对管道腐蚀检测的自动扫查器,该扫查器由圆周导轨加橡胶轮的组合结构实现在管道外表面的轴向移动;同时,直线导轨搭载相控阵探头,以圆周导轨为路径在管道外表面进行周向扫描,从而实现对管道腐蚀的全方位检测。相比于手动检测,避免了由于人为因素造成的误差,提高了检测效率,降低了作业强度。 展开更多

关键词 管道腐蚀检测 相控阵 轴向运动 周向扫描 自动扫查器

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双反射与透射结合的激光引信扫描系统

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作者 丁星 侯望高 +2 位作者 牛兰杰 张向荣 梁超 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期46-52,共7页

针对激光引信周向扫描系统光束发散角大且存在扫描盲区的问题,设计了一种基于双反射与透射结合的激光引信扫描系统。阐述了系统结构尺寸的约束并通过光线追踪分别对系统扫描过程中光束发散角和扫描角度进行了仿真,并研究了超环面和六棱... 针对激光引信周向扫描系统光束发散角大且存在扫描盲区的问题,设计了一种基于双反射与透射结合的激光引信扫描系统。阐述了系统结构尺寸的约束并通过光线追踪分别对系统扫描过程中光束发散角和扫描角度进行了仿真,并研究了超环面和六棱台镜面的面型参数调整与光束发散角、扫描角度之间的影响。仿真结果表明:通过控制光阑位置可以实现单窗口的扫描角度达61°,六窗口组合可实现无盲区扫描;通过调整反射面参数来矫正透射场曲可实现全扫描角度光束最大发散角为0.034°;扫描路线会出现波浪式起伏,需要进一步匹配收发视场实现远距离无盲区扫描。该系统为激光引信远距离周向探测提供了技术支撑。 展开更多

关键词 激光引信 周向扫描系统 探测距离 视角盲区 离轴双反射

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快速周扫探测系统扫描平台的高精度稳定控制 被引量：1

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作者 张雅琼 郭建都 +4 位作者 徐阳 郝小健 陈光辉 周婧 朱晶晶 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期375-385,共11页

快速周扫探测系统是一种利用高速摆动的反扫装置实现单视场场景凝视补偿成像的新型全景光电系统。对该系统的快速扫描原理进行了详细介绍,指出扫描平台的高精度稳定控制是快速周扫探测系统设计与实现的关键。根据扫描平台的控制机理建... 快速周扫探测系统是一种利用高速摆动的反扫装置实现单视场场景凝视补偿成像的新型全景光电系统。对该系统的快速扫描原理进行了详细介绍,指出扫描平台的高精度稳定控制是快速周扫探测系统设计与实现的关键。根据扫描平台的控制机理建立了水平向与垂直向的惯性稳定平台数学模型,采用分数阶PID(proportion integration differentiation)控制器对扫描平台进行控制,分析并验证了基于分数阶PID控制算法对扫描平台的控制性能。实验结果表明:与传统PID控制器相比,采用分数阶PID控制器的扫描平台具有无超调和抗扰动性能更强的优点,水平向稳定精度由0.005 82°(1σ)提升至0.001 26°(1σ),垂直向稳定精度由0.003 66°(1σ)提升至0.001 62°(1σ),能保证给出的快速周扫探测系统获得清晰稳定的全景图像。 展开更多

关键词 快速周扫探测系统 全景成像 分数阶PID 惯性稳定平台

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基于TOFD周向扫查图像特征的管道缺陷超声检测 被引量：2

8

作者 金士杰 张波 +2 位作者 孙旭 王志诚 林莉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期18-24,共7页

利用超声衍射时差法(Time-of-flight diffraction,TOFD)对管道进行周向扫查检测时,直达纵波传播路径与管道表面不平行,需分别对直达纵波上下区域内缺陷进行识别和定位检测。特别地,管道结构导致TOFD近表面盲区增大,缺陷衍射波与直达纵... 利用超声衍射时差法(Time-of-flight diffraction,TOFD)对管道进行周向扫查检测时,直达纵波传播路径与管道表面不平行,需分别对直达纵波上下区域内缺陷进行识别和定位检测。特别地,管道结构导致TOFD近表面盲区增大,缺陷衍射波与直达纵波发生混叠。针对上述问题,理论分析极坐标系下的管道TOFD周向扫查图像中缺陷衍射波特征,借此确定缺陷与直达纵波的相对位置。在此基础上,对盲区外缺陷进行定位检测,并结合自回归谱外推方法计算盲区内缺陷深度。试验结果显示,对于外壁半径100.0 mm,壁厚30.0 mm碳钢管道,在5 MHz中心频率和不同探头中心距(Probe center separation,PCS)的检测条件下,埋深4.0 mm的上表面开口槽与埋深16.0 mm的下表面开口槽均可检出,且定位误差不超过0.36 mm。缺陷衍射波特征与PCS直接相关,对管道进行周向扫查检测时应合理调整参数。 展开更多

关键词 超声衍射时差法 管道 周向扫查 超声检测 自回归谱外推

原文传递

基于磁致伸缩超声导波的管道周向扫查技术 被引量：5

9

作者 陈会明 唐志峰 +3 位作者 吕福在 骆苏军 伍建军 李绍星 《无损检测》 2018年第12期51-56,共6页

超声导波因其单点激励、传播距离远、全截面检测等突出优势,已被大量应用于油气管道的检测中。然而,现有的轴对称超声导波检测方法只可以通过A扫信号对缺陷在管道轴向的位置进行定位,且在大直径管道以及焊接支架、不等径三通等特定部位... 超声导波因其单点激励、传播距离远、全截面检测等突出优势,已被大量应用于油气管道的检测中。然而,现有的轴对称超声导波检测方法只可以通过A扫信号对缺陷在管道轴向的位置进行定位,且在大直径管道以及焊接支架、不等径三通等特定部位的检测效果不佳。通过建模和仿真对比了基于局部加载下的周向扫查技术和现有导波检测技术在管道上的应用特点,得出周向扫查技术更适用于大直径管道的中距离检测的结论。最后开展了验证试验,验证了周向扫查技术可通过B扫成像图对管道上的缺陷进行轴向和周向定位,缺陷回波幅值是现有T(0,1)模态导波检测的3倍以上。 展开更多

关键词 磁致伸缩 超声导波 周向扫查 B扫成像

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自适应解卷积方法抑制管道TOFD周向扫查盲区 被引量：1

10

作者 金士杰 张波 +2 位作者 王志诚 孙旭 林莉 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期227-234,共8页

利用超声衍射时差法(TOFD)沿管道外表面实施周向扫查时,受管道曲率和直达纵波脉冲宽度共同影响,在近表面区域形成分层盲区。本文采用自适应解卷积方法,选取与混叠信号主频接近的子带直达纵波信号作为参考信号,进行解卷积与自回归谱外推... 利用超声衍射时差法(TOFD)沿管道外表面实施周向扫查时,受管道曲率和直达纵波脉冲宽度共同影响,在近表面区域形成分层盲区。本文采用自适应解卷积方法,选取与混叠信号主频接近的子带直达纵波信号作为参考信号,进行解卷积与自回归谱外推处理,拓宽有效频带范围,实现时域信号脉冲压缩,并结合周向扫查图像中端点衍射波确定缺陷深度。实验结果表明,对于外壁半径100.0 mm、壁厚30.0 mm,以及外壁半径148.0 mm、壁厚27.0 mm的碳钢管道,在中心频率5 MHz、探头中心距87 mm的检测条件下,自适应解卷积方法能够将管道近表面分层盲区范围减少约60%,且到直达纵波声线距离不小于4.0 mm缺陷的深度定量误差不超过10.6%。同常规频谱分析方法和自回归谱外推方法相比,自适应解卷积方法具有更优的盲区抑制效果,且能够准确定量前者难以检测的缺陷,测量误差不超过5.8%。 展开更多

关键词 超声衍射时差法 管道 周向扫查 盲区 自适应解卷积

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井周声波扫描仪在测井过程中的影响因素分析 被引量：1

11

作者 李超 徐永发 +3 位作者 叶高鹏 郭道连 徐加梅 徐翠 《石油管材与仪器》 2015年第5期55-58,共4页

针对井周声波扫描仪在测井资料上存在的一些非常规现象的解释难点,文章简要介绍了井周声波扫描仪的工作原理并且从理论上分析了产生这些非常规现象的各种因素。对于每种非常规现象的影响因素如声波信号的频率、井眼内流体的衰减率、换... 针对井周声波扫描仪在测井资料上存在的一些非常规现象的解释难点,文章简要介绍了井周声波扫描仪的工作原理并且从理论上分析了产生这些非常规现象的各种因素。对于每种非常规现象的影响因素如声波信号的频率、井眼内流体的衰减率、换能器与靶的距离、靶表面质地、靶的角度、靶(地层或套管壁)与井眼内流体声阻抗的差异程度都结合典型的现场资料进行充分的验证。通过这些方法,掌握和了解这些影响因素对录取和解释出优质的测井资料有一定帮助,对检测套损和水泥固井质量,提高检测精度有着积极的意义,从而应对随着石油工业的发展对裂缝测井技术提出的更高要求。 展开更多

关键词 井周声波扫描仪 工作原理 测井资料

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