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计量学报  2024, Vol. 45 Issue (5): 714-721    DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2024.05.15
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基于超声层析成像的钢坯内部缺陷检测技术研究
刘慧鹤1,郑慧峰1,唐佳玄1,姚磊2
1. 中国计量大学,浙江 杭州 310018
2. 国家市场监管重点实验室,浙江 杭州 310018
Study on Internal Defect Detection Technology of Billet Based on Ultrasonic Tomography
LIU Huihe1,ZHENG Huifeng1,TANG Jiaxuan1,YAO Lei2
1. China Jiliang University, Hangzhou 310018, China
2. Key Laboratory of Acoustics and Vibration Precision Measuring Technology for State Market Regulation, Hangzhou, Zhejiang 310018, China
全文: PDF (812 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 为实现对钢坯内部缺陷形态的准确检测,提出一种基于先验知识的超声层析成像方法。首先,阐述了融合先验知识的超声层析成像原理,利用最短路径射线追踪方法实现超声层析成像改进;然后,通过有限元仿真分析验证了该方法的可行性,讨论分析了采集方案,确定了相关检测参数;最后,搭建了实验检测系统,开展相关验证实验。通过对含缺陷分布的成像结果图进行处理分析,结果表明:对于单孔洞缺陷试块的孔洞轮廓面积相对误差为2.84%,位置误差较小;对于双孔洞缺陷试块的相对误差为5.45%,其中远离发射探头的孔洞存在较大的位置误差。该方法为超声层析成像技术的应用提供了一种思路和方法。
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作者相关文章
刘慧鹤
郑慧峰
唐佳玄
姚磊
关键词 超声检测超声层析成像钢坯缺陷检测先验知识有限元仿真    
Abstract:To achieve accurate detection of internal defect morphology in billets, a priori knowledge-based ultrasonic tomographic imaging method is proposed. Firstly, the principle of fusing prior knowledge into ultrasonic tomographic imaging is elaborated, and the shortest path ray tracing method is used to improve the ultrasonic tomographic imaging. Then, the feasibility of the method is verified through finite element simulation analysis, and the acquisition scheme is discussed to determine the relevant detection parameters. Finally, an experimental detection system is built, and related validation experiments are conducted. Through processing and analyzing the imaging results of defect distribution, the results show that for the single pore defect specimen, the relative error of pore contour area is 2.84% with small position error. For the double-hole defective test block, the relative error is 5.45%, in which the hole far away from the transmitting probe has a larger position error. The method provides an idea and method for the application of ultrasonic tomography technology.
Key wordsultrasonic testing    ultrasound tomography technique    billet defect detection    prior knowledge    finite element simulation
收稿日期: 2023-05-10      发布日期: 2024-05-23
PACS:  TB95  
基金资助:国家市场监管重点实验室开放基金(AVL202301);湖南省自然科学基金(2023JJ50237);浙江省重点研发计划(2022C01002);浙江省属高校基本科研业务费专项(2023YW89);国家级大学生创新创业训练计划(202210356002)
通讯作者: 郑慧峰(1981-),浙江衢州人,中国计量大学副教授,研究方向为超声波自动化检测、声学计量测试技术。Email:zjufighter@163.com     E-mail: zjufighter@cjlu.edu.cn
作者简介: 刘慧鹤(2001-),甘肃白银人,中国计量大学本科生,研究方向为超声层析无损检测。Email:lhhe_cjlu@163.com
引用本文:   
刘慧鹤,郑慧峰,唐佳玄,姚磊. 基于超声层析成像的钢坯内部缺陷检测技术研究[J]. 计量学报, 2024, 45(5): 714-721.
LIU Huihe,ZHENG Huifeng,TANG Jiaxuan,YAO Lei. Study on Internal Defect Detection Technology of Billet Based on Ultrasonic Tomography. Acta Metrologica Sinica, 2024, 45(5): 714-721.
链接本文:  
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2024.05.15     或     http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2024/V45/I5/714
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