基于超声Lamb波的对接焊缝无损检测系统技术方案

技术编号:9538164 阅读:98 留言:0更新日期:2014-01-03 22:17
基于超声Lamb波的对接焊缝无损检测系统,属于超声导波无损检测领域。激励源加载在焊缝端部,将两个压电片对称贴在板的上下表面进行激励,产生沿焊缝传播的焊缝导波模态能量高、衰减慢,可以解决长距离检测问题。其检测系统如图所示,由函数发生器(1)、功率放大器(2)、压电片(3)、斜入射式压电超声传感器(4)、示波器(5)和计算机(6)组成。利用该系统进行检测,超声Lamb波遇到焊缝上的缺陷会产生缺陷回波,由激励波形与接收的缺陷回波波形的时间差以及焊缝超声导波模态的群速度,可以求得缺陷距离激励源的距离,从而实现对接焊缝缺陷的有效定位。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】基于超声Lamb波的对接焊缝无损检测系统,属于超声导波无损检测领域。激励源加载在焊缝端部,将两个压电片对称贴在板的上下表面进行激励,产生沿焊缝传播的焊缝导波模态能量高、衰减慢,可以解决长距离检测问题。其检测系统如图所示,由函数发生器(1)、功率放大器(2)、压电片(3)、斜入射式压电超声传感器(4)、示波器(5)和计算机(6)组成。利用该系统进行检测,超声Lamb波遇到焊缝上的缺陷会产生缺陷回波,由激励波形与接收的缺陷回波波形的时间差以及焊缝超声导波模态的群速度,可以求得缺陷距离激励源的距离,从而实现对接焊缝缺陷的有效定位。【专利说明】基于超声Lamb波的对接焊缝无损检测系统
本技术属于超声导波无损检测领域,具体涉及一种基于超声Lamb波的对接焊缝无损检测系统。
技术介绍
随着现代工业技术的高速发展,作为机械制造重要手段之一的焊接技术,已被广泛应用于制造业的各个部门,例如机械工业、核工业及航天航空等领域。特别指出,焊接在承压类特种设备的制造和使用中占有非常重要的地位,例如,在压力容器的制造中,焊接的工作量占整个工作量的30%以上,其中,对接焊缝是压力容器底板中幅板的主要组成部分。作为重要联接部位,对接焊缝的质量好坏对承压类特种设备产品的使用安全可靠性有直接影响。对接焊缝机械性能的改变会降低设备的承载能力,有可能造成重大的人员伤亡事故和巨大的经济损失。在无损检测领域,主要利用漏磁检测、涡流检测、射线检测、声发射检测和超声检测等方法检测焊缝。漏磁和涡流检测可直接观察,利于判断,但只容易检测焊缝表面或近表面缺陷,无法检测焊缝内部缺陷;射线检测设备体积庞大,投资大,且对人体有害;声发射检测的背景噪声大,信号难以区分;超声检测采用逐点扫描方式进行检测,费时费力。超声Lamb波是在薄板中传播的超声导波,具有以下优点:超声Lamb波的接收信号中包含了整个检测范围的信息;沿传播方向衰减小,可进行长距离检测;无辐射,且对人体无害。国内外已有学者运用超声Lamb波检测对接焊缝中的缺陷,但目前大多数学者是利用超声Lamb波垂直焊缝入射后的反射特性、折射特性及衰减特性等对焊缝上的缺陷进行检测,这些方法由于Lamb波穿越焊缝后致使衰减严重而难以接收到检测信号,检测距离较短,检测能量较低。
技术实现思路
本技术克服了检测距离短的难题,提出一种基于超声Lamb波的对接焊缝无损检测方法。本方法在焊缝端部激励产生的焊缝导波模态能量高,衰减慢,可以解决长距离检测问题。本技术提出的基于超声Lamb波的对接焊缝无损检测方法,其基本原理在于:结合对接焊缝的结构特征和材料属性,利用有限元仿真软件ABAQUS创建仿真几何模型,如图2所示。力载荷加载在焊缝端部,载荷强度随时间的变化规律设定为经汉宁窗调制的正弦波信号。设定输出节点集为垂直于焊缝的直线,输出变量为位移。模型参数如下表:【权利要求】1.基于超声Lamb波的对接焊缝无损检测系统,其特征在于:该系统包括函数发生器(I)、功率放大器(2)、压电片(3)、斜入射式压电超声传感器(4)、示波器(5)和计算机(6),两个压电片(3)对称贴在焊板的上下表面,并放置在焊缝端部,斜入射式压电超声传感器(4)安装在焊板上,函数发生器(I)的输出端分别连接功率放大器(2)和示波器(5),功率放大器(2)的输出端与压电片(3)连接,斜入射式压电超声传感器(4)与示波器(5)连接,计算机(6)和示波器(5)连接。【文档编号】G01N29/07GK203376292SQ201320317190【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年6月3日 优先权日:2013年6月3日 【专利技术者】吴斌, 崔辰悦, 张也弛, 何存富, 李杨, 郑阳 申请人:北京工业大学本文档来自技高网
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【技术保护点】
基于超声Lamb波的对接焊缝无损检测系统,其特征在于:该系统包括函数发生器(1)、功率放大器(2)、压电片(3)、斜入射式压电超声传感器(4)、示波器(5)和计算机(6),两个压电片(3)对称贴在焊板的上下表面,并放置在焊缝端部,斜入射式压电超声传感器(4)安装在焊板上,函数发生器(1)的输出端分别连接功率放大器(2)和示波器(5),功率放大器(2)的输出端与压电片(3)连接,斜入射式压电超声传感器(4)与示波器(5)连接,计算机(6)和示波器(5)连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:吴斌崔辰悦张也弛何存富李杨郑阳
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:实用新型
国别省市:

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