文章摘要
董明,李进,田辉,马宏伟,陈渊,万翔.基于超声水浸法的尼龙棒自动检测系统[J].声学技术,2023,42(2):205~212
基于超声水浸法的尼龙棒自动检测系统
Automatic detection system for nylon bar based on ultrasonic water-immersion method
投稿时间:2021-11-10  修订日期:2022-01-10
DOI:10.16300/j.cnki.1000-3630.2023.02.012
中文关键词: 超声水浸检测  超声成像  尼龙棒  声场仿真
英文关键词: ultrasonic water-immersion detection  ultrasonic imaging  nylon bar  acoustic field simulation
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51705418);中国博士后科学基金资助项目(2019M653696);陕西省自然科学基础研究计划—陕煤联合基金项目(2021JLM-07);陕西省自然科学基础研究计划(2019JQ-801)。
作者单位E-mail
董明 西安科技大学机械工程学院, 陕西西安 710054
陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室, 陕西西安 710054 
jesunatg@hotmail.com 
李进 西安科技大学机械工程学院, 陕西西安 710054  
田辉 西安科技大学机械工程学院, 陕西西安 710054  
马宏伟 西安科技大学机械工程学院, 陕西西安 710054
陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室, 陕西西安 710054 
 
陈渊 陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室, 陕西西安 710054
西安科技大学理学院, 陕西西安 710054 
 
万翔 西安科技大学机械工程学院, 陕西西安 710054
陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室, 陕西西安 710054 
 
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中文摘要:
      尼龙棒综合力学性能优异,被广泛应用于航空航天、汽车、机械等工业领域。针对尼龙棒内部缺陷检测的迫切需求,提出了尼龙棒超声水浸聚焦检测方案,设计了三自由度扫查机构和回转运动机构,采用多线程技术开发了系统软件,实现了尼龙棒的自动扫查和实时成像。建立了超声波在水-尼龙棒中传播的有限元模型,分析了不同探头频率和水声距不同时尼龙棒中的声场分布规律,确定了最优检测参数。采用搭建的系统对尼龙棒进行了检测,该系统运行稳定,实现尼龙棒自动扫查和超声数据的采集,得到了超声A、B、C扫描图像,通过各图像可对缺陷进行定位和定量分析,并与工业CT检测结果进行对比分析,验证了系统的准确性。该系统实现了尼龙棒检测的自动化和图像化,为保证尼龙棒质量奠定了良好的基础。
英文摘要:
      Nylon bar is widely used in aerospace, automobile, machinery and other industrial fields due to its excellent comprehensive mechanical properties. In response to the urgent demand of internal defect detection for nylon bar, an ultrasonic water-immersion focus detection scheme is proposed, and a three degree of freedom scanning device with a rotary motion device is designed. Moreover, the system software is developed by multi-thread technology to realize automatic scanning and real-time imaging of nylon bar. The numerical model of ultrasonic propagation in water-nylon bar is established based on the finite element method. And, the effects of key parameters such as frequency and underwater sound distance on sound field distribution are analyzed. The built-up system has been applied in nylon bar detection with good stability. The ultrasonic B and C scan images obtained in detection can be used for localization and quantitatively analysis of internal defects of nylon bar. The accuracy of the system is verified by comparing with industrial CT detection results. The system realizes the automation and visualization of nylon bar detection, which provides an effective technical means for guaranteeing nylon bar quality.
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