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基于LBP-KPCA特征提取的焊缝超声检测缺陷分类方法被引量：13: 2019年; 焊缝缺陷影响结构安全,缺陷定性是实现结构安全评价的重要基础.研究了一种基于一维局部二元模式(one-dimensional local binary pattern,1-D LBP)算法结合核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)提取焊缝缺陷回波信号特征的方法.采用1-D LBP算法提取缺陷回波信号的LBP特征,通过KPCA对此LBP特征集进行主成分分析,选取贡献率之和超过90%的前N个主成分作为缺陷分类的特征向量,利用基于径向基核函数的支持向量机(support vector machine,SVM)实现了缺陷类型的自动分类.以夹渣、气孔和未焊透三类焊缝缺陷为对象,开展了缺陷特征提取及分类试验.结果表明,使用LBP-KPCA特征进行缺陷分类时,准确率达到96.7%,优于常规特征,为焊缝缺陷分类及无损评价提供了重要参考.; 胡宏伟张婕彭刚易可夫王磊; 关键词：超声无损检测核主成分分析支持向量机

基于稀疏矩阵的两层介质超声相控阵全聚焦成像被引量：23: 2017年; 超声相控阵全聚焦成像算法具有精度高、全范围动态聚焦的优点,但存在的成像耗时长问题限制了其实际工业应用。为提高实际检测中相控阵全聚焦成像效率,以常用的楔块耦合检测为例,基于Fermat原理计算两层介质下各阵元的延迟时间,建立两层介质相控阵全聚焦成像算法。通过减少发射/接收阵元数,以与全矩阵下具有一致的有效孔径为条件,研究发射/接收阵元分布的权重函数,建立两层介质修正稀疏全聚焦算法。以弧形分布的侧边孔为例,进行了两层介质的全聚焦成像及稀疏全聚焦成像试验,并讨论了稀疏发射阵列对缺陷定量精度及全聚焦算法计算效率的影响。结果表明:修正稀疏全聚焦算法可在保证成像精度前提下显著提高成像效率。对于32阵元换能器,当稀疏发射阵元数达到8时,稀疏矩阵相对于全矩阵的误差值在5.2%以内,但计算效率提高了近4倍。; 胡宏伟杜剑李洋周正干; 关键词：超声相控阵

有限角度水浸超声检测空间复合成像: 2016年; 为降低噪声及伪影对水浸B扫成像的影响,提高成像分辨率及对比度,研究了一种适用于水浸检测的有限角度空间复合成像方法。控制不同入射角,实现角域回波信号的采集,采用希尔伯特变换对回波信号进行包络处理,考虑水与工件的声学差异,通过修正渡越时间偏差及折射路径偏差对有限角度内的回波信号进行重构,实现空间复合成像。以钢试块的水浸超声检测为例,对入射角为-7°、-5°、-3°、-1°、0°、1°、3°、5°、7°的回波信号进行空间复合成像,成像结果表明相对于普通B扫查成像,其成像信噪比及对比度噪声比平均分别提高了9.1 d B、5.6 d B,成像横向分辨率平均提高了17.6%,为水浸超声检测提供了一种高精度B扫成像方法。; 胡宏伟王泽湘王向红徐娜; 关键词：希尔伯特变换

列车轮辋超声相控阵成像质量分析: 2015年; 为解决超声相控阵检测列车轮辋易出现的成像质量低和缺陷识别困难等问题,分析相控阵换能器声压特性,获取合适的缺陷检测深度,讨论轮辋界面及耦合情况对成像质量的影响,开展轮辋试块相控阵检测实验。以水平孔和管穿槽缺陷为例,研究不同深度缺陷的回波幅值变化特点及成像质量,并通过与平面试块对比分析,获得轮辋相控阵成像质量的主要影响因素和影响规律,为改进轮辋超声相控阵检测工艺和提高缺陷检测精度提供参考。; 胡宏伟王哲刘希玲王向红; 关键词：超声相控阵成像质量

基于均方根速度的水浸超声合成孔径聚焦成像被引量：4: 2016年; 为提高水浸超声合成孔径聚焦成像的计算效率,采用均方根速度模型进行时域合成孔径聚焦成像。通过均方根速度模型求解多层介质中声束传播时间,并与斯涅耳定律求解的精确传播时间进行对比,验证均方根速度模型的精度;以钢试块的水浸超声检测为例,研究了B扫查成像、基于射线跟踪技术和基于均方根速度的合成孔径聚焦成像,提取了3种方法下缺陷孔沿横向中心轴线及纵向中心轴线处的电压幅值。分析结果表明,两种合成孔径聚焦成像方法的成像分辨率及信噪比基本一致,基于均方根速度的合成孔径聚焦成像效率提高约15倍,为水浸超声检测提供了一种高效的合成孔径聚焦成像方法。; 胡宏伟王泽湘彭凌兴王向红徐娜; 关键词：均方根速度

基于迭代法及腐蚀算法的超声相控阵缺陷提取被引量：8: 2015年; 为解决超声相控阵检测时噪声干扰及仪器精度造成的缺陷提取困难等问题,提出了一种基于迭代法及腐蚀算法的超声相控阵B扫图像缺陷提取方法。以轮辋试块侧通孔的超声相控阵B扫图像为对象,结合迭代法与腐蚀算法,研究了超声相控阵图像缺陷提取及量化方法,并与传统迭代法、Otsu法、Bernsen法进行对比,且讨论了相控阵检测时检测孔径对提取的缺陷特征值精度的影响。结果显示孔径大于20时,采用迭代法与腐蚀算法相结合提取的缺陷特征值相对误差均小于12%,且远小于采用传统迭代法、Otsu法、Bernsen法提取的相对误差。随着检测孔径增大,检测精度提高,但提高的速度在减缓。研究结果对改善超声相控阵检测成像质量,提高缺陷特征提取及量化精度提供了参考。; 胡宏伟王泽湘王哲王向红杜剑; 关键词：迭代法超声相控阵图像处理

管道通透型缺陷的超声导波检测有限元仿真: 2016年; 为获取管道缺陷与超声导波的作用规律,研究了导波在管道传播的频散特性,建立了含通透型缺陷的管道有限元模型,以不同尺寸的轴向缺陷和周向缺陷为对象,采用控制变量法,通过有限元仿真研究了缺陷位置、尺寸与超声导波反射系数的关系。结果表明采用L(0,2)和T(0,1)模态导波检测时,缺陷的周向大小与反射系数存在线性关系,通过缺陷回波位置和回波幅值能分别确定缺陷的轴向位置及周向大小,为管道导波检测的缺陷定量与定位提供了有益参考。; 胡宏伟王泽湘孙广开彭刚; 关键词：有限元仿真频散特性

面向软磁铁氧体去毛刺的超声波变幅杆设计: 2013年; 为了去除软磁铁氧体毛刺且不损伤工件，设计了一种复合高斯变幅杆。介绍了超声波去毛刺的原理。将超声波去毛刺的振动过程近似为由两根劲度系数不同的弹簧组成的质点弹簧系统受迫振动模型，得到毛刺断裂条件，以此计算复合高斯变幅杆的最小放大倍数，经理论计算，在满足最小放大倍数的条件下，高斯变幅杆的形状因数比指数杆高40％，大大改善应力集中问题。最后，通过有限元分析验证了上述设计过程的正确性。; 郑慧峰唐廷浩戚雯婷吕江明胡宏伟; 关键词：计量学软磁铁氧体超声波

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国家自然科学基金(51205031)