Forschungs- und Entwicklungsrichtung der Ultraschallerkennungstechnologie

Ultraschall selbst technische Studie

1. Laser-Ultraschall-Erkennungstechnologie

Bei der Laser-Ultraschallerkennungstechnologie wird der gepulste Laser verwendet, um den Ultraschallimpuls zur Erkennung des Werkstücks zu erzeugen. Der Laser kann Ultraschallwellen anregen, indem er einen thermoelastischen Effekt erzeugt oder ein Zwischenmaterial verwendet. Die Vorteile des Laserultraschalls zeigen sich vor allem in drei Aspekten:

(1) Kann eine Erkennung über große Entfernungen sein, Laserultraschall kann sich über große Entfernungen ausbreiten, die Dämpfung im Ausbreitungsprozess ist gering;

(2) Nicht direkter Kontakt, kein direkter Kontakt oder nahe am Werkstück erforderlich, Erkennungssicherheit ist hoch;

(3) Hohe Erkennungsauflösung.

Aufgrund der oben genannten Vorteile eignet sich die Laser-Ultraschallerkennung besonders für die Echtzeit- und Online-Erkennung des Werkstücks in einer rauen Umgebung, und die Erkennungsergebnisse werden durch schnelle Ultraschall-Scanning-Bildgebung angezeigt.

Allerdings hat Laserultraschall auch einige Nachteile, wie beispielsweise eine Ultraschallerkennung mit hoher Auflösung, aber relativ geringer Empfindlichkeit. Da das Erkennungssystem ein Laser- und Ultraschallsystem umfasst, ist das gesamte Laser-Ultraschall-Erkennungssystem großvolumig, komplex in der Struktur und teuer.

Derzeit entwickelt sich die Laser-Ultraschalltechnologie in zwei Richtungen:

(1) Akademische Forschung zum ultraschnellen Anregungsmechanismus des Lasers sowie zur Wechselwirkung und den mikroskopischen Eigenschaften von Laser- und mikroskopischen Partikeln;

(2) Online-Positionierungsüberwachung in der Industrie.

2.Elektromagnetische Ultraschallerkennungstechnologie

Elektromagnetische Ultraschallwelle (EMAT) ist die Verwendung einer elektromagnetischen Induktionsmethode zur Stimulation und zum Empfang von Ultraschallwellen. Wenn die Hochfrequenzelektrizität in einer Spule nahe der Oberfläche des gemessenen Metalls zirkuliert, entsteht im gemessenen Metall ein induzierter Strom derselben Frequenz. Wenn außerhalb des gemessenen Metalls ein konstantes Magnetfeld angelegt wird, erzeugt der induzierte Strom eine Lorentzkraft derselben Frequenz, die auf das gemessene Metallgitter einwirkt und die periodische Schwingung der Kristallstruktur des gemessenen Metalls auslöst, um Ultraschallwellen anzuregen .

Der elektromagnetische Ultraschallwandler besteht aus einer Hochfrequenzspule, einem externen Magnetfeld und einem gemessenen Leiter. Bei der Prüfung des Werkstücks wirken diese drei Teile zusammen, um die Umwandlung der Kerntechnologie des elektromagnetischen Ultraschalls zwischen Elektrizität, Magnetismus und Schall zu vollenden. Durch die Anpassung der Spulenstruktur und der Platzierungsposition oder die Anpassung der physikalischen Parameter der Hochfrequenzspule kann die Kraftsituation des getesteten Leiters verändert und so unterschiedliche Arten von Ultraschall erzeugt werden.

3.Luftgekoppelte Ultraschall-Detektionstechnologie

Die luftgekoppelte Ultraschallerkennungstechnologie ist eine neue berührungslose, zerstörungsfreie Ultraschallprüfmethode mit Luft als Kopplungsmedium. Die Vorteile dieser Methode sind berührungslos, nichtinvasiv und völlig zerstörungsfrei, wodurch einige Nachteile der herkömmlichen Ultraschallerkennung vermieden werden. In den letzten Jahren wurde die luftgekoppelte Ultraschallerkennungstechnologie häufig bei der Fehlererkennung von Verbundwerkstoffen, der Bewertung der Materialleistung und der automatischen Erkennung eingesetzt.

Derzeit konzentriert sich die Forschung zu dieser Technologie hauptsächlich auf die Eigenschaften und die Theorie des Ultraschallfelds mit Luftkopplungsanregung sowie auf die Erforschung hocheffizienter und geräuscharmer Luftkopplungssonden. Mit der multiphysikalischen Feldsimulationssoftware COMSOL wird das luftgekoppelte Ultraschallfeld modelliert und simuliert, um die qualitativen, quantitativen und bildgebenden Mängel in den geprüften Werken zu analysieren, was die Erkennungseffizienz verbessert und nützliche Untersuchungen für die praktische Anwendung ermöglicht von berührungslosem Ultraschall.

Studie zur ultraschallgestützten Technologie

Die ultraschallgestützte Technologieforschung bezieht sich hauptsächlich auf die Tatsache, dass die Ultraschallmethode und das Ultraschallprinzip nicht geändert werden, auf der Grundlage der Nutzung anderer Technologiebereiche (z. B. Informationserfassungs- und -verarbeitungstechnologie, Bilderzeugungstechnologie, Technologie der künstlichen Intelligenz usw.). , die Technologie der Ultraschallerkennungsschritte (Signalerfassung, Signalanalyse und -verarbeitung, Defektbildgebung) optimieren, um genauere Erkennungsergebnisse zu erhalten.

1.Nechte Netzwerktechnikologie

Ein neuronales Netzwerk (NNs) ist ein algorithmisches mathematisches Modell, das die Verhaltensmerkmale tierischer NNs nachahmt und eine verteilte parallele Informationsverarbeitung durchführt. Das Netzwerk hängt von der Komplexität des Systems ab und erreicht den Zweck der Informationsverarbeitung durch Anpassen der Verbindungen zwischen einer großen Anzahl von Knoten.

2.3D-Bildgebungstechnik

Als wichtige Entwicklungsrichtung bei der Entwicklung von Ultraschallerkennungs-Hilfstechnologien hat die 3D-Bildgebungstechnologie (dreidimensionale Bildgebung) in den letzten Jahren auch die Aufmerksamkeit vieler Wissenschaftler auf sich gezogen. Durch die Demonstration der 3D-Bildgebung der Ergebnisse sind die Erkennungsergebnisse spezifischer und intuitiver.

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