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公开(公告)号：CN115494160B
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202211007605.4
申请日：2022-08-22
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种相控阵空气耦合换能器及其平面应力超声测量方法和装置，属于超声检测技术领域。解决单晶元的接触式超声换能器测量方向仅由一个传播路径获得声时差信息来得到应力分量，影响平面应力测量准确性的问题。所述方法包括：接收激励信号的换能器信号将激励信号传输至压电陶瓷，转化为声信号传至待测件，声信号在待测件产生LCR波；待测件发送回波信号至接收响应信号的换能器，并转化为响应信号传输至接收响应信号的信号连接端；根据LCR波和响应信号通过数据处理获取声时差；调节换能器角度，重复上述操作，获取其余两个对应测量方向的声时差；根据莫尔圆应力理论和三个方向的应力完成待测件待测区域的平面应力测量。适用于应力检测领域。
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公开(公告)号：CN116256091B
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202310076580.1
申请日：2023-01-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01L1/25
Abstract: 一种基于步进差分声时差的空耦超声高空间分辨率应力测量方法。根据倾角组装测量装置；设置激励空耦超声换能器与接收空耦换能器的使Lamb波的传播距离为L0，测量此时的声时差TL0并代入利用标定的应力系数K1,L0获得L0段的平均应力σL0；保持激励空耦超声换能器位置不变，采用步进方式使接收空耦超声换能器移动ΔL，使Lamb波的传播距离增加至L；使L＝L0+ΔL；Lamb波的传播距离为L的应力系数为K1,L＝L/L0·K1,L0；获得L段的平均应力σL；通过σL0、σL以及ΔL段的应力值σΔL的关系得到。用以解决空耦超声Lamb波应力测量方法存在测量精度与空间分辨率的矛盾问题及耦合材料对待测件带来的二次污染问题。
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公开(公告)号：CN116295987B
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202310076566.1
申请日：2023-01-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01L1/25
Abstract: 本发明公开了一种基于空气耦合超声的高空间分辨率应力动态测量方法。当接收空耦换能器与空耦换能器在待测试样的射入及接收之间的距离为L时，记录待测试样进行一个周期的周期运动的运动位置及当下位置的接收回波信号F(x)；将F(x)与无应力状态下相比得到声时差，在根据声时差计算得到每个运动位置下对应的L传播距离的平均应力值；当距离为L+ΔL时，记录待测试样进行一个周期的周期运动的运动位置及当下位置的接收回波信号F1(x)；将F1(x)与其无应力状态下相比得到声时差，在根据声时差计算得到每个运动位置下对应的L+ΔL传播距离的平均应力值；每个运动位置下对应的ΔL位置的应力值即为两者之差。用以解决传统超声应力测量中空间分辨率与测量精度的矛盾关系及耦合剂对测量的影响问题。
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公开(公告)号：CN115615591B
公开(公告)日：2023-07-21
申请号：CN202210980454.4
申请日：2022-08-16
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种多晶元空气耦合换能器及其平面应力超声测量方法、计算机和储存介质，涉及超声检测技术领域。解决传统平面应力测量方法多采用一对接触式超声换能器通过至少变换3个不同测量方向，获得3个测量方向的声时差等信息来计算求得平面应力，操作过于复杂的，且耦合剂会影响平面应力测量准确性的问题。所述方法包括：激励信号发送端向待测件发射通过多晶元空气耦合换能器晶元的超声波；激励信号接收端接收待测件通过多晶元空气耦合换能器对应晶元返回的回波；根据所述超声波和回波通过数据处理获取Lamb波的声时差；根据Lamb波的声时差获取第一主应力、第二主应力、第一主应力与正交各向异性复合材料纤维方向夹角。适用于平面应力检测领域。
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公开(公告)号：CN114994177B
公开(公告)日：2023-06-09
申请号：CN202210581467.4
申请日：2022-05-26
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 复合板材超声缺陷检测方法及装置和复合板材，涉及超声缺陷检测领域。针对现有技术中空气耦合超声同侧检测方法存在快速检测与检测精度相互矛盾的问题，本发明提供的技术方案为：超声缺陷检测方法，应用于待测复合板材料，所述的方法包括：采集复合板材料上的Lamb波信号；选定待测复合板材料上相互正交的两个线性方向作为步进扫描的方向；采用超声检测的方式沿所述的步进扫描的方向以预设步长K进行检测；采集复合板材料上的Lamb波信号。通过所述的Lamb波信号获取缺陷指标DI；扫描区域的每个成像点定义虚拟合成孔径；通过所述的虚拟合成孔径和缺陷指标DI获取缺陷位置。适于复合板材料的缺陷检测应用中。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115017640B
公开(公告)日：2023-04-18
申请号：CN202210560458.7
申请日：2022-05-23
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G06F30/17 , G06F30/23 , G06F30/27 , G06F17/14 , G06N7/01 , G06F111/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于时空域混合分析的梳状压电换能器结构优化设计方法，属于超声应力监测技术领域，以解决现有换能器受限激励信号的频率范围、需两个激励性能一致的电磁超声换能器对称激发才可实现单一模态激励等，即无法实现复杂条件下单一模态超声导波的激励的技术问题，包括：初始化异形电极梳状换能器的几何参数，并建立波数分析公式；利用该公式结合鲁棒贝叶斯优化算法对几何参数进行优化调整，确定六个优化几何参数作为窄通带波长范围，并根据窄通带波长范围对换能器进行结构优化设计；根据窄通带波长范围和待测对象的相速度频散曲线确定最佳时域信号参数；利用最佳时域信号参数激励结构优化设计后的换能器实现最优单一模态Lamb激励。
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公开(公告)号：CN114779619B
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202210323447.7
申请日：2022-03-30
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明提供一种自反馈式压电驱动控制方法。建立压电驱动闭环控制系统，采集超声电机的驱动电压信号与自反馈电压信号；建立控制系统的力观测器，使其估算电机的预紧力与驱动力；利用控制系统的动子速度观测器估算出动子实时速度值；利用最小二乘支持向量机算法对控制系统的控制器参数进行离线整定，通过控制系统的非线性PID控制器解算控制电压；利用控制系统的驱动器产生驱动电压，将驱动电压信号接入电机，完成闭环控制。用以解决依赖位移或速度传感器的压电驱动闭环控制中存在的动态响应速度与反馈精度降低，系统复杂性增加，维护成本增加，无法发挥超声电机结构紧凑优势的问题。
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公开(公告)号：CN113758617B
公开(公告)日：2022-10-18
申请号：CN202111062917.0
申请日：2021-09-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01L1/25
Abstract: 本发明公开了一种基于宽带扫频信号频域计算的应力梯度高效无损检测系统及其检测方法。步骤1：标定待测对象的LCR波速度；步骤2：基于步骤1的待测对象的LCR波速度及待测对象深度方向的应力梯度测量范围，计算宽带扫频信号的起始频率和截止频率；步骤3：基于步骤2的起始频率和截止频率的相位延迟，将相位延迟换算为时间延迟信息；步骤4：基于步骤3的时间延迟信息，确定不同频率分量对应深度的应力，最终实现被测对象不同深度处应力的逐层扫描。本发明用以解决应力梯度测量准确度低的问题，实现深度方向上的应力梯度高效表征。
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公开(公告)号：CN114034420B
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202111220083.1
申请日：2021-10-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01N29/34
Abstract: 一种距离和角度同步可调的联动装置及收发模块及平面应力场检测装置及方法，涉及超声无损检测领域。现有的超声检测领域中对于平面应力的测量的技术手段存在同一检测仅适用于单一材料，并且无法实现收发换能器的偏转角度一致的缺陷。本申请采用包括距离调节丝杠、角度调节丝杠、左连杆、右连杆、轴柱和柱锁设计的联动装置、以联动装置为基础，加入接收端楔块、接收探头、发射端楔块和发射探头设计的收发模块和基于收发模块加入脉冲发射装置、放大装置和数据采集装置设计的应力检测装置，并提供应力检测装置适用的应力检测方法，根据被测零件调整检测装置收发探头的距离和偏转角度。适用于在机械零部件的加工制造过程中的应力测量应用中。
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公开(公告)号：CN114459649B
公开(公告)日：2022-08-19
申请号：CN202210062753.X
申请日：2022-01-19
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明提出了一种基于压电换能器阵列的无基线数据平面应力场在线监测方法、系统、设备和介质，由于Lamb波具有复杂的多模态特性，因此需要根据待测结构的几何尺寸，选取合适的激励频率，使得在被测结构内部仅激励出低阶模态Lamb波，避免严重的波形混叠。对于各向同性的被测对象，其在预应力的作用下会产生各向异性特性，即超声波沿各个方向的传播速度不同，但是不同传播方向的速度变化与应力均为线性关系，因此不同传播方向速度变化的差值与应力之间仍然为线性关系，根据这种特性，就可以实现无基线数据的绝对应力场表征方法。本发明方法可以充分利用Lamb波的低衰减特性，实现大覆盖面积的平面应力场在线监测。
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