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公开(公告)号：CN114623961B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202210172032.4
申请日：2022-02-24
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了一种基于环型阵列的高声衰减螺栓轴力超声测量方法，包括：S1.测量被测螺栓材料的声速；S2.在螺栓顶部制备环形阵列的超声传感器；S3.利用单阵元测量螺栓底部回波的飞行时间及螺栓长度；S4.构建几何模型，计算每个环形阵元的延迟法则；S5.按照时间延迟法则进行超声波信号的发射、采集与延迟叠加处理，实现底波飞行时间读取；S6.将标样螺栓进行轴向加载标定，拟合得到应力系数；S7.对紧固安装之后的待测螺栓进行飞行时间测量,结合标定系计算得到螺栓轴力。本发明创新的制备环形阵列传感器，控制超声波的延时聚焦，使得原本淹没在噪声中的超声底波信号显现出来，兼具测量精度高和测量效率高的优点。
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公开(公告)号：CN114623962A
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202210172568.6
申请日：2022-02-24
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公布了一种基于相控阵超声旋转扫描的螺栓横向载荷分布测量方法，包括以下步骤：S1.将阵元周向排布且阵元数量为N的相控阵超声传感器固定于待测标样螺栓顶部；S2.根据螺栓底面回波确定相控阵传感器的孔径数M；S3.利用横向载荷阶梯加载获得标定系数；S4.以孔径M遍历激励进行最大横向载荷方向的测量；S5.利用对称孔径飞行时间相减进行横向载荷测量；S6.按照编号顺序依次选择不同的阵元为中心，得到圆周方向的横向载荷分布。本发明可以在不需要任何辅助标定的情况下，直接消除轴向载荷对测量过程的影响；测试过程不需要对传感器进行任何的移动和旋转，从而保障了测量的稳定性和测试精度。
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公开(公告)号：CN114166942A
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202111410956.5
申请日：2021-11-25
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明提供基于激光超声的金属增材制造层间缺陷埋藏深度测量方法，包括：步骤1、对样品表面进行二维扫描，获得超声表面波时域A扫描信号；步骤2、从扫描信号的二维彩色图像中找到有颜色差异的区域作为缺陷影像区域，提取缺陷A扫描；步骤3、对提取的A扫描进行小波变换得到小波时频图像；步骤4、提取小波时频图像中A0模态兰姆波所对应的区域，读取小波系数最大时所对应的时刻和频率；步骤5、计算材料的表面波声速CR；步骤6、根据CR计算得到激光超声系统的延时T0；步骤7、计算缺陷扰动表面波转换得到的A0模态兰姆波的相速度；步骤8、得到A0模态兰姆波的相速度频散关系曲线；步骤9、根据声速和关系曲线，得到缺陷的埋藏深度。
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公开(公告)号：CN114910203B
公开(公告)日：2023-01-17
申请号：CN202210707527.2
申请日：2022-06-21
Applicant: 武汉大学
IPC: G01L1/25
Abstract: 本发明公开一种基于激光同步诱导超声表面波与空气波的材料表面应力检测方法。该方法步骤如下：选择无残余应力和无加工缺陷的材料；调整脉冲激光器和激光测振仪的激光光斑至应力加载区域；进行应力梯度加载并记录各个应力梯度下的表面波与空气波飞行时间；利用空气波飞行时间计算激光光斑间距和表面波波速变化；绘制波速变化‑应力梯度标定曲线；通过拟合曲线公式计算样品表面应力检测。本发明采用的脉冲激光器同步诱导表面波和空气波，利用同步产生的空气波对表面波应力测量进行修正，从而解决的传统表面波因工件结构变形和光斑间距畸变导致的应力测量误差，实现高耸结构表面的弯曲应力等复杂应力形式的准确测量。
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公开(公告)号：CN114858919A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210448674.2
申请日：2022-04-26
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本申请公开了基于透射式激光超声的增材制造在线检测装置及方法。本技术方案中，脉冲发射器连接压电传感器并位于基板底部激励超声信号，激光测振仪用于连接光学头发射一定波长的检测激光；检测激光经过扫描振镜垂直入射在打印件的表面扫描收集超声信号；超声信号由接收激光在打印件表面的反射光携带经扫描振镜返回激光测振仪。根据单个超声传感器的超声覆盖范围设置成像区域，通过衍射横波的传播规律对成像区域内的每一个点进行声程计算，提取每一个扫描点A扫信号对应声时的幅值进行延时叠加，对缺陷进行三维成像。本发明可以解决现有激光超声在线监测装置存在的超声波能量低、信号不稳定以及埋藏缺陷的检测能力不足的问题，实现埋藏缺陷的三维可视化。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114623956B
公开(公告)日：2023-03-17
申请号：CN202210172031.X
申请日：2022-02-24
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了一种螺栓随机横向载荷及其作用方向的超声测量方法，步骤包括：(1)在待检螺栓顶部或底部制备中心和边缘排布的薄膜涂层传感器；(2)标定中心电极的声时和载荷，得到中心电极的载荷标定系数；(3)对边缘电极不同载荷不同角度下的飞行时间数组拟合出超声飞行时间‑载荷‑角度关系函数；(4)在待测螺栓实际工作时，测量中心电极与边缘电极的超声飞行时间，先利用中心电极的超声飞行时间与标定系数，得到此时的最大载荷；再利用最大载荷、边缘电极的超声飞行时间及其与角度的函数求解，得到随机载荷作用角度与方向。本发明利用中心电极和边缘电极的配合方案，首次实现了对承受随机横向载荷的螺栓紧固件等连接件的横向载荷大小和方向的同步测量，特别适用于承受随机横向载荷的紧固连接结构的在线监测，具有测量精度高和稳定性好的优点。
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公开(公告)号：CN114623962B
公开(公告)日：2023-08-18
申请号：CN202210172568.6
申请日：2022-02-24
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公布了一种基于相控阵超声旋转扫描的螺栓横向载荷分布测量方法，包括以下步骤：S1.将阵元周向排布且阵元数量为N的相控阵超声传感器固定于待测标样螺栓顶部；S2.根据螺栓底面回波确定相控阵传感器的孔径数M；S3.利用横向载荷阶梯加载获得标定系数；S4.以孔径M遍历激励进行最大横向载荷方向的测量；S5.利用对称孔径飞行时间相减进行横向载荷测量；S6.按照编号顺序依次选择不同的阵元为中心，得到圆周方向的横向载荷分布。本发明可以在不需要任何辅助标定的情况下，直接消除轴向载荷对测量过程的影响；测试过程不需要对传感器进行任何的移动和旋转，从而保障了测量的稳定性和测试精度。
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公开(公告)号：CN114166942B
公开(公告)日：2023-08-15
申请号：CN202111410956.5
申请日：2021-11-25
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明提供基于激光超声的金属增材制造层间缺陷埋藏深度测量方法，包括：步骤1、对样品表面进行二维扫描，获得超声表面波时域A扫描信号；步骤2、从扫描信号的二维彩色图像中找到有颜色差异的区域作为缺陷影像区域，提取缺陷A扫描；步骤3、对提取的A扫描进行小波变换得到小波时频图像；步骤4、提取小波时频图像中A0模态兰姆波所对应的区域，读取小波系数最大时所对应的时刻和频率；步骤5、计算材料的表面波声速CR；步骤6、根据CR计算得到激光超声系统的延时T0；步骤7、计算缺陷扰动表面波转换得到的A0模态兰姆波的相速度；步骤8、得到A0模态兰姆波的相速度频散关系曲线；步骤9、根据声速和关系曲线，得到缺陷的埋藏深度。
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公开(公告)号：CN114623956A
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202210172031.X
申请日：2022-02-24
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了一种螺栓随机横向载荷及其作用方向的超声测量方法，步骤包括：(1)在待检螺栓顶部或底部制备中心和边缘排布的薄膜涂层传感器；(2)标定中心电极的声时和载荷，得到中心电极的载荷标定系数；(3)对边缘电极不同载荷不同角度下的飞行时间数组拟合出超声飞行时间‑载荷‑角度关系函数；(4)在待测螺栓实际工作时，测量中心电极与边缘电极的超声飞行时间，先利用中心电极的超声飞行时间与标定系数，得到此时的最大载荷；再利用最大载荷、边缘电极的超声飞行时间及其与角度的函数求解，得到随机载荷作用角度与方向。本发明利用中心电极和边缘电极的配合方案，首次实现了对承受随机横向载荷的螺栓紧固件等连接件的横向载荷大小和方向的同步测量，特别适用于承受随机横向载荷的紧固连接结构的在线监测，具有测量精度高和稳定性好的优点。
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公开(公告)号：CN114858919B
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202210448674.2
申请日：2022-04-26
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本申请公开了基于透射式激光超声的增材制造在线检测装置及方法。本技术方案中，脉冲发射器连接压电传感器并位于基板底部激励超声信号，激光测振仪用于连接光学头发射一定波长的检测激光；检测激光经过扫描振镜垂直入射在打印件的表面扫描收集超声信号；超声信号由接收激光在打印件表面的反射光携带经扫描振镜返回激光测振仪。根据单个超声传感器的超声覆盖范围设置成像区域，通过衍射横波的传播规律对成像区域内的每一个点进行声程计算，提取每一个扫描点A扫信号对应声时的幅值进行延时叠加，对缺陷进行三维成像。本发明可以解决现有激光超声在线监测装置存在的超声波能量低、信号不稳定以及埋藏缺陷的检测能力不足的问题，实现埋藏缺陷的三维可视化。
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