复合管材内部缺陷的光声多模态导波成像理论及检测方法研究

基本信息
批准号:11604055
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:李旦
学科分类:
依托单位:复旦大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:许凯亮,张建秋,陈扬,施明,李舟帆,朱丽群,张誉馨
关键词:
激光激发复合管材高分辨率成像成像检测超声导波
结项摘要

Accurate detection of internal defects in composite pipes is an important issue which needs to be addressed by industrial and national military institutions and other agencies. It is also one of the research hot points in science and technology fields. But at present, it still remains at the stage of judging the existence, length or depth of the defects. In recent years, laser-generated guided wave tomography is a newly developed non-contact tomography method, which is the future research direction for non-destructive testing. In this proposal, the laser-generated multi-mode guided wave is studied for accurate tomography of internal defects in composite pipes. Firstly, the propagating model of the laser-generated multi-mode guided wave in composite pipes with internal defects is built up in theory, so as to study the propagating mechanism and sensitivity relationship of the interaction of laser-generated guided wave with defects, which forms the basis for efficient defects parametric inversion and image reconstruction. The recognition, separation and extraction of laser-generated multi-mode guided wave signals are researched in technique and methodology point. Efficient inversion algorithm and multi-mode guided wave tomography fusion algorithm will be developed to achieve high-resolution imaging. Finally, the theoretical analysis is verified with experiments in order to establish a more comprehensive non-destructive detection method of laser-generated guided wave tomography for composite pipes with internal defects, which is an exploratory research work for pipes detection.

复合管材内部缺陷的精准检测是工业及国防等重要机构需要解决的重大问题,也是科技界的研究热点之一,但目前对其内部缺陷的检测还停留在判定缺陷是否存在和初步判定缺陷长度和深度的阶段。光声导波成像是近年来发展起来的一种非接触式新型成像无损检测方法,也是未来无损检测的一个重要研究方向。本项目针对复合管材内部缺陷的精准成像检测,以激光激发的多模态超声导波为研究对象,首先从理论上建立含有内部缺陷的复合管材光声导波传播模型,研究光声导波与内部缺陷相互作用时的传播机理,分析光声导波与缺陷的灵敏度关系,形成有效的缺陷参数反演和图像重建的基础;然后在技术和方法上研究光声导波信号的高精度识别、分离和提取,以及发展有效的反演算法和多模态导波成像融合算法实现光声多模态导波高分辨率成像;最后从实验上验证理论分析的正确性,从而建立一套较完整的复合管材内部缺陷光声多模态导波成像无损检测方法,为管材新型探伤技术做探索性研究。

项目摘要

材料缺陷的精准检测是工业及国防等重要机构需要解决的重大问题。光声导波成像是近年来发展起来的一种非接触式新型成像无损检测方法,也是未来无损检测的一个重要研究方向。.本项目的主要研究内容有:.1)以含有缺陷(圆形盲孔缺陷和结构腐蚀)的材料为研究对象,通过数值模拟建立了光声导波传播模型,研究了导波与缺陷相互作用时的传播机理。 .2)针对多模态导波,研究了从混叠的多模态导波中实现模态识别和分离的方法。提出了迭代自适应多模态导波分离方法,可在无先验知识的情况下对单通道所获得的多模态导波信号实现精确分离。.3)针对在成像过程中出现的脉冲噪声干扰,研究了对脉冲噪声鲁棒的超声导波成像方法。提出了脉冲噪声鲁棒超声导波成像方法,有效解决了在实际应用中脉冲噪声导致成像出现伪影从而产生损伤虚警的问题,实现了在复杂电磁环境下的鲁棒成像。而且该成像方法布置换能器灵活,数量少,成像速度快,可广泛应用于大面积材料的超声导波无损成像检测。.4)针对在成像过程中出现的环境温度变化,研究了对环境温度变化鲁棒的超声导波成像方法。提出了环境温度变化鲁棒的超声导波成像方法,并利用弹性网络回归算法提高了成像分辨率,使得材料厚度的估计相比于传统方法更接近于实际值。.5)根据上述成像理论及方法,设计了相应的硬件平台,实现了对材料腐蚀缺陷检测的超声导波鲁棒成像系统。.上述研究内容建立了一套较完整的鲁棒超声导波缺陷成像无损检测理论和方法,为材料新型探伤技术做了探索性研究。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
3

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018
4

基于全模式全聚焦方法的裂纹超声成像定量检测

基于全模式全聚焦方法的裂纹超声成像定量检测

DOI:10.19650/j.cnki.cjsi.J2007019
发表时间:2021
5

响应面法优化藤茶总黄酮的提取工艺

响应面法优化藤茶总黄酮的提取工艺

DOI:
发表时间:2015

李旦的其他基金

批准号:31460205
批准年份:2014
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81402331
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50175022
批准年份:2001
资助金额:18.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

光学元件亚表面缺陷光声成像机理及检测方法

批准号:61575119
批准年份:2015
负责人:于瀛洁
学科分类:F0508
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
2

基于光学相干层析成像与光声成像的眼底多模态成像方法研究

批准号:81171377
批准年份:2011
负责人:周传清
学科分类:H2705
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
3

全光学传感检测的多模态光声成像新技术及应用基础研究

批准号:61705068
批准年份:2017
负责人:陈重江
学科分类:F0511
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

油气管道螺旋导波缺陷三维成像检测方法研究

批准号:51677093
批准年份:2016
负责人:黄松岭
学科分类:E0701
资助金额:59.00
项目类别:面上项目