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达刚之超声无损检测仪器的发展_卖家圈子_门别论坛
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| 发表：2016-11-21 11:24:22 查看：776 回复：2
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达刚之超声无损检测仪器的发展 |
机械设备/达刚：超声无损检测仪器的发展
超声检测仪器性能直接影响超声检测的可靠性，其发展与电子技术等相关学科的发展是息息相关的。计算机的介入，一方面提高了设备的抗干扰能力，另一方面利用计算机的运算功能，实现了对缺陷信号的定量、自动读数、自动识别、自动补偿和报警。20世纪80年代，新一代的超声检测仪器——数字化、智能化超声仪问世，标志着超声检测仪器进入一个新时代。 超声无损检测仪器将向数字化、智能化、图像化、小型化和多功能化发展。在第十三、十四世界无损检测会议仪器展览会、1996年中国国际质量控制技术与测试仪器展览会、1997年日本无损检测展览会等大型国际会议会展中，数字化、智能化、图像化超声仪最引人注目，显示了当今世界无损检测仪器的发展趋势。其中以德国Krauthammer公司、美国Panametrics公司、丹麦Force Institutes公司与美国PAC公司的产品最具代表性。真正的智能化超声仪应该是全面、客观地反映实际情况，而且可以运用频谱分析，自适应专家网络对数据进行分析，提高可靠性。提高超声检测中对缺陷的定位、定量和定性的可靠性也是超声检测仪器实现数字化、智能化急待解决的关键技术问题。 现代的扫查装置也在向智能化方向发展。扫查装置是自动检测系统的基础部分，检测结果准确性、可靠性都依赖于扫查装置。例如采用声藕合监视或藕合不良反馈控制方式提高探头与工件表面的耦合稳定度以及检测的可靠性。从20世纪90年代以来，出现的各种智能检测机器人，已经形成了机器人检测的新时代及工程检测机器人的系列与商业市场。例如日本东京煤气公司的蜘蛛型机器人，移动速度约60m/h ，重约140kg，采用16个超声探头可以对运行状态下的球罐上任意点坐标位置进行扫描。日本NKK公司研制的机器人借助管道内液体推力前进，可以测量输油管道腐蚀状况，其检测精度小于1mm。丹麦Force研究所的爬壁机器人，重约10吨，采用磁吸附与预置磁条跟踪方式可检测各类大型储罐与船体的缺陷。 超声无损检测技术的发展 超声无损检测技术是国内外应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术, 体现在改进产品质量、产品设计、加工制造、成品检测以及设备服役的各个阶段和保证机器零件的可靠性和安全性上。世界各国出版的无损检测书籍、资料文献中, 超声探伤所占的数量都是首屈一指的。有关资料表明, 国外每年大约发表3000篇涉及无损检测的文献资料, 全部文献资料中有关超声无损检测的内容约占45%。在前几届世界无损检测会议论文集收录的论文中有关超声检测的论文数遥遥领先于其它检测方法, 特别是2000年10月在罗马召开的第十五届世界无损检测会议(WCNDT)收录的663 篇论文中, 超声检测就占250 篇。以上这些都说明超声检测在无损检测中的突出贡献与重要地位和研究势头, 所以超声检测一直以来都是研究的热点。于是, 随着电子学和计算机科学技术的飞速发展, 采用人工智能技术、自适应技术、机器人技术、相关技术、信息融合技术、激光技术和CAD\CAM 等技术与无损检测技术有机结合以实现复杂形面复合构件的超声扫描成像检测, 是近年来国外复合材料构件无损检测领域研究的前沿课题。下面主要探讨超声成像技术、人工智能技术、自适应技术、机器人技术和相关技术在超声无损检测技术中的一些应用和理论分析。 （一）超声成像技术 超声成像技术是在电视技术、计算机技术和信息技术的基础上发展起来的，经历了一个漫长发展历程。早在20年代，人们就开始探索超声成像的原理及方法，使超声成像成为最早实现的超声无损检测技术。其后由于技术上的原因，早期的超声成像检测技术很快被其它超声无损检测技术所取代。20世纪60年代，激光的发明和光学全息技术的成就极大地刺激了人们对声像研究的兴趣。然而，在声学领域，简单地模仿光全息等光学成像方法遇到了极大的障碍，迫使人们在新技术基础上，根据声波的特点，发展出以扫描成像技术为主流的各种新成像方法。 在现代无损检测技术中，超声成像技术是一种令人瞩目的新技术。超声图像可以提供直观和大量的信息，直接反映物体的声学和力学性质，有着非常广阔的发展前景。现代超声成像技术都是计算机技术、信号采集技术和图象处理技术相结合的产物 。数据采集技术、图象重建技术、自动化和智能化技术以及超声成像系统的性能价格比等发展直接影响超声检测图像化的进程。现代超声成像技术大多有自动化和智能化的特点，因而有许多优点，如检测的一致性好，可靠性、复现性高，存储的检测结果可随时调用，并可以对历次检测的结果自动比较，以对缺陷做动态检测等。总之，超声成像技术克服了传统超声检测不直观、判伤难，无记录的缺陷，减少了检测中人为干扰，有效地提高无损检测的可靠性，是定量无损检测的重要工具。 目前已经使用和正在开发的成像技术包括:超声B扫描成像，超声C扫描成像、超声D扫描成像，ALOK(德文“振幅—传播时间—位置曲线”的缩写)成像，SAFT(合成孔径聚焦)成像，P扫描成像，超声全息成像，超声CT成像等技术。 （二）人工智能技术 顾名思义, 所谓人工智能技术就是用人工的方法在计算机上实现的智能。由于人工智能是在机器上实现的模拟人类智能, 因此又可称为机器或模拟智能。通俗地说, 人工智能就是研究如何使机器具有能听、会说、能看、会写、能思维、会学习、能适应环境变化、能解决各种实际问题等功能的一门学科。目前, 人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的, 在超声无损检测应用中, 主要研究领域有专家系统和人工神经网络等。
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