超声无损检测的发展趋势
超声波无损检测技术的发展与应用
超声波无损检测技术的发展与应用目录一、内容概览 (1)1. 无损检测的重要性 (1)2. 超声波无损检测技术的定义及作用 (2)3. 本文目的与结构 (3)二、超声波无损检测技术概述 (4)1. 超声波无损检测技术的原理与特点 (5)2. 超声波无损检测技术的发展历程及现状 (6)3. 超声波无损检测技术的应用范围 (7)三、超声波无损检测技术的发展历程 (8)1. 初始阶段 (9)2. 发展阶段 (10)3. 现阶段 (11)四、超声波无损检测技术的分类与特点 (12)1. 脉冲反射法超声波检测技术及其特点 (13)2. 穿透法超声波检测技术及其特点等 (15)3. 各种技术的比较与分析等 (16)一、内容概览超声波无损检测技术概述：简要介绍超声波无损检测技术的定义、原理及特点，为后文的内容做铺垫。
技术发展历程：回顾超声波无损检测技术的发展过程，包括早期探索、技术成熟及广泛应用等阶段。
应用领域：详细介绍超声波无损检测技术在各个领域的具体应用案例，如石油化工、航空航天、建筑结构等。
技术优势与局限性：分析超声波无损检测技术的优势，如非破坏性检测、高灵敏度、实时监测等；同时探讨其局限性，如对某些材料或结构的检测能力有限等。
未来发展趋势：展望超声波无损检测技术在未来可能的发展方向，如智能化、集成化、环保型等。
1. 无损检测的重要性随着科学技术的不断发展，无损检测技术在各个领域的应用越来越广泛。
在众多无损检测技术中，超声波无损检测技术因其具有较高的灵敏度、穿透力和效率等优点而备受关注。
本文将重点介绍超声波无损检测技术的发展与应用，首先我们来探讨无损检测的重要性。
提高产品质量：通过无损检测技术，可以在不破坏产品的情况下，对其内部结构、性能和材质进行检测，从而确保产品质量符合要求。
这不仅提高了产品的可信度，还降低了因质量问题造成的经济损失。
保障安全生产：无损检测技术可以发现潜在的安全隐患，避免生产过程中发生事故。
超声无损检测的现代应用及探讨
超声无损检测的现代应用及探讨无损检测简称NDT。
正如人们常常用手拍击西瓜判断是否成熟，检车工敲击车轴检查机车车轮是否能安全运行；医生用扣诊的方法诊断病情。
这些都是常见的“无损检测”。
超声无损检测技术是现代科学技术发展的产物，其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能，从而获取物品的性质和特征对其进行检测。
超声无损检测技术在检测的过程中，会使用到很多的技术，这些技术既满足了检测的需要，又能有效的解决检测中出现的问题。
因此，提高对超声无损检测技术的应用具有重要作用意义。
1 超声无损检测的发展现状分析1.1 超声无损检测发展超声无损检测与其他常规技术相比，它具有被测对象范围广、检测深度大、缺陷定位准确、检测灵敏度高、成本低、使用方便、速度快、对人体无害及便于现场检测等优点。
几十年来，超声无损检测已得到了巨大发展和广泛应用，几乎应用到所有工业部门。
如作为基础工业的钢铁工业，机器制造工业、锅炉压力容器有关工业部门、石油化工工业、铁路运输工业、造船工业、航空航天工业、高速发展中的新技术产业如集成电路工业、核电工业等重要工业部门。
目前大量应用于金属材料和构件，包括质量在线监控和产品在役检查。
水平普遍提高，应用频度和领域也日益增多。
目前我国对各种大型结构压力容器和复杂设备都已具备检测能力。
在裂缝自身高度的测量和高温条件下的非接触超声检测等方面都有很大进展。
我国已能按业主的要求及标准的规定，使用国际先进的装备，执行国际通用标准，完成核电厂和核设施的役前及在役检查。
利用超声测量流速、流量的技术在医疗、供水、排水、废水处理、电力、石油、化工、冶金、矿山、环保、河流、海洋等计量中有着广泛的应用，不仅可用于流体，液体两相流的测量，还可用于气体流量测量，其研究已有数十年历史。
1.2 超声无损检测应用现状目前，超声无损检测在液压系统中应用甚少，故将非接触超声检测应用于液压系统是人们期待开辟的新领域和探讨的重要课题。
液压系统的建模、辨识和性能分析及故障检测中，用超声流量计对高压小管径的压力管路进行动态流量测量占有非常重要的地位。
无损检测技术的未来发展趋势和改进方向
无损检测技术的未来发展趋势和改进方向随着科技的不断进步和工业化程度的提高，无损检测技术在工业领域中的应用逐渐受到重视。
无损检测技术是一种非破坏性检测方法，它能够在不破坏被测对象的情况下，通过测量、分析和判断，检查被测物体的内部和表面缺陷、材料性能以及工作状态。
未来的发展趋势和改进方向将涵盖以下几个方面。
首先，在技术发展方面，无损检测技术将更加智能化和自动化。
随着人工智能和机器学习的快速发展，无损检测技术可以通过人工智能算法和模式识别技术，对大量的数据进行处理和分析，从而能够更准确地判断和预测被测物体的状态。
此外，无损检测技术也将更多地结合无线通信、云计算等技术，实现远程监测和实时数据传输，提高检测的效率和灵活性。
其次，设备和传感器的发展将推动无损检测技术的不断进步。
目前，无损检测技术主要依靠各种传感器来获取被测对象的信号，并通过信号分析来进行判断和诊断。
随着新型传感器技术的不断涌现，如MEMS传感器、光纤传感器等，将为无损检测技术提供更灵敏、更准确、更可靠的测量手段。
同时，新材料的推出，如纳米材料和复合材料，将为无损检测技术提供更适合的测试对象，进一步拓宽技术的应用范围。
第三，无损检测技术将更加注重环境友好性和可持续发展。
在工业生产过程中，无损检测技术往往需要使用辐射、超声波、磁场等能量源来进行检测。
因此，如何降低能源的消耗和减少环境污染将成为今后技术改进的重要方向。
例如，使用低能量的X射线源，研发更环保的检测液体和材料，减少对环境的影响等，将是无损检测技术未来的发展趋势。
此外，无损检测技术还将更加注重实用性和通用性。
目前，无损检测技术在航空航天、汽车、电子、石油和石化等行业得到广泛应用。
未来，随着技术的不断革新和普及，无损检测技术将进一步推广到更多的领域，如医疗保健、农业、矿业等。
为了实现这一目标，需要进一步提高技术的稳定性和可靠性，降低设备的成本和体积，方便使用和维护。
最后，标准化和规范化建设也是无损检测技术发展的方向。
2024年无损检测市场发展现状
2024年无损检测市场发展现状引言无损检测（Non-Destructive Testing，简称NDT）是一种用于评估物体内部结构和性能的技术，能够判断材料是否存在缺陷或异常。
随着科技的进步和工业领域的发展，无损检测在各个行业中得到了广泛应用。
本文将介绍无损检测市场的发展现状。
1. 无损检测市场概述无损检测市场是全球范围内的一个快速增长的市场。
它涉及到多个领域和行业，包括航空航天、石油化工、电力能源、铁路交通等。
无损检测的主要目标是确保产品质量、减少安全事故和提高生产效率。
2. 市场驱动因素2.1 技术进步随着科技的不断进步，无损检测技术得到了显著改善。
新兴的无损检测技术，如红外热成像、超声波检测、磁粉检测等，使得检测过程更为精确和高效。
2.2 法规和标准无损检测在很多行业中都受到法规和标准的支持和要求。
例如，在核能、航空航天等高风险领域，无损检测是法定的安全要求，这推动了市场的发展。
3. 市场应用3.1 航空航天航空航天行业对无损检测有严格的要求，以确保飞机等飞行器的结构完整性和安全性。
无损检测在飞机零部件的制造、维修和飞行前检测等环节中广泛应用。
3.2 石油化工石油化工行业中，无损检测被用于评估管道的腐蚀、泄漏等情况，以确保设备的安全运行和防止环境污染事故的发生。
3.3 电力能源在电力行业，无损检测被广泛应用于发电设备、输电线路等领域。
它可以帮助检测设备的绝缘性能、电力导线的老化程度等问题，以确保电力系统的稳定运行。
3.4 铁路交通无损检测在铁路交通领域的应用范围也很广泛。
它可以帮助检测铁轨、车辆等的结构完整性和安全性，并提前发现隐患，以确保铁路运输的安全和高效。
4. 市场竞争格局无损检测市场是一个竞争激烈的市场。
当前市场上存在众多的无损检测设备和技术提供商。
主要竞争厂家包括GE健康医疗、霍尼韦尔、博世等知名企业。
市场上的竞争主要体现在技术创新和产品性能上。
结论无损检测市场在不同行业中具有巨大的发展潜力。
无损检测技术的最新研究进展与应用趋势
无损检测技术的最新研究进展与应用趋势无损检测技术是一种在不破坏被检测物体完整性的情况下，通过对材料进行各种无损检测方法的应用，来获取有关材料内部缺陷、损伤或性质变化的信息。
随着科技的不断发展，无损检测技术也在不断创新与进步。
本文将介绍无损检测技术的最新研究进展以及应用趋势。
首先，最新的研究进展之一是超声波无损检测技术的发展。
超声波无损检测技术是一种广泛应用于工程结构、航空航天、医学等领域的无损检测方法。
近年来，基于超声波技术的数字化、自动化、智能化方向的研究不断深入。
例如，通过引入深度学习算法，研究人员开发了基于超声波的人工智能无损检测系统，可以自动识别并评估缺陷。
此外，新型超声传感器的开发也在提高超声波无损检测技术的性能，如新型压电材料的引入能够提供更高的检测灵敏度和更宽的工作频率范围。
其次，热红外无损检测技术也取得了重要的研究进展。
热红外无损检测技术通过检测物体表面的红外辐射来获得有关其内部结构的信息。
这种技术可以广泛应用于建筑、电力、电子、半导体等领域。
近年来，随着红外相机技术的进步和成本的降低，热红外无损检测技术得到了广泛应用。
研究人员已经提出了许多新的图像处理算法和模型来改善热红外图像的质量和信息提取的准确性。
此外，应用基于人工智能的算法，如深度学习，可以实现对热红外图像进行自动缺陷识别和分类，大大提高了检测效率和准确性。
此外，激光技术在无损检测领域也取得了新的研究进展。
激光在无损检测中具有高分辨率、高灵敏度和非接触性等优点，因此在材料缺陷检测、表面形貌测量等方面得到了广泛应用。
最新研究中，研究人员将激光与其他无损检测技术相结合，如红外成像和光纤传感器，以提高检测的准确性和精度。
此外，基于光谱分析的激光无损检测技术也得到了重要的突破。
研究人员通过对物体反射、散射、透射的光谱特性进行分析，可以获取有关材料内部结构和性质的信息，从而实现对材料缺陷的快速检测和定量评估。
在无损检测技术的应用趋势方面，一方面，随着无损检测技术的不断完善和普及，其在制造业、建筑、交通运输等行业的应用会更加广泛。
2024年超声波探伤仪市场前景分析
2024年超声波探伤仪市场前景分析1. 引言超声波探伤仪是一种广泛应用于工业领域的无损检测设备，其主要功能是使用超声波技术对物体内部的缺陷和结构进行检测和评估。
随着工业技术的不断发展和对产品质量的要求越来越高，超声波探伤仪市场的前景愈发广阔。
本文将对超声波探伤仪市场的现状和未来发展进行分析，并提出相关建议。
2. 超声波探伤仪市场现状超声波探伤仪市场目前呈现出以下几个主要特点：2.1 市场规模扩大随着制造业的快速发展，对产品质量的要求越来越严格。
超声波探伤仪作为一种高效可靠的无损检测设备，被广泛应用于航空航天、铁路、汽车、电力等行业。
市场规模逐年扩大，并呈现出稳定增长的趋势。
2.2 技术不断创新随着科技的进步，超声波探伤技术不断创新，设备性能不断提高。
例如，近年来引入了数字信号处理和人工智能技术，使得探伤效率和准确性大幅提升。
这种技术创新不仅推动了市场的发展，也为企业带来了更多的发展机遇。
2.3 市场竞争激烈随着市场规模的扩大，超声波探伤仪市场竞争日益激烈。
国内外制造商纷纷加大研发投入，推出更具竞争力的产品，以争夺市场份额。
这种激烈的竞争促使企业不断提升产品质量和服务水平，以满足客户的需求。
3. 2024年超声波探伤仪市场前景分析基于对超声波探伤仪市场现状的分析，可以得出以下几点关键的市场前景：3.1 市场需求持续增长随着工业制造业的发展，对产品质量的要求越来越高。
超声波探伤仪作为一种高效且可靠的无损检测设备，能够有效提升产品质量和安全水平。
因此，市场需求将持续增长。
3.2 技术创新将持续推动市场发展超声波探伤技术的不断创新将进一步提升设备的性能和可靠性。
随着数字信号处理和人工智能等技术的广泛应用，超声波探伤仪在检测速度、准确性和可视化方面将有明显的突破。
这将进一步推动市场的增长和发展。
3.3 市场竞争将更加激烈随着市场规模的不断扩大，竞争将更加激烈。
企业需要不断提升产品质量和服务水平，以满足客户的需求。
2023年超声无损检测设备行业分析报告及未来五至十年行业发展报告
超声无损检测设备行业分析报告及未来五至十年行业发展报告目录绪论 (4)一、2023-2028年宏观政策背景下超声无损检测设备业发展现状 (4)(一)、2022年超声无损检测设备业发展环境分析 (4)(二)、国际形势对超声无损检测设备业发展的影响分析 (5)(三)、超声无损检测设备业经济结构分析 (6)二、超声无损检测设备产业未来发展前景 (7)(一)、我国超声无损检测设备行业市场规模前景预测 (8)(二)、超声无损检测设备进入大规模推广应用阶 (8)(三)、中国超声无损检测设备行业的市场增长点 (8)(四)、细分超声无损检测设备产品将具有最大优势 (9)(五)、超声无损检测设备行业与互联网等行业融合发展机遇 (9)(六)、超声无损检测设备人才培养市场广阔，国际合作前景广阔 (10)(七)、超声无损检测设备行业发展需要突破创新瓶颈 (11)三、2023-2028年超声无损检测设备业市场运行趋势及存在问题分析 (12)(一)、2023-2028年超声无损检测设备业市场运行动态分析 (12)(二)、现阶段超声无损检测设备业存在的问题 (13)(三)、现阶段超声无损检测设备业存在的问题 (13)(四)、规范超声无损检测设备业的发展 (15)四、2023-2028年超声无损检测设备行业企业市场突围战略分析 (15)(一)、在超声无损检测设备行业树立“战略突破”理念 (15)(二)、确定超声无损检测设备行业市场定位、产品定位和品牌定位 (16)1、市场定位 (16)2、产品定位 (17)3、品牌定位 (18)(三)、创新寻求突破 (19)1、基于消费升级的科技创新模式 (19)2、创新推动超声无损检测设备行业更高质量发展 (20)3、尝试业态创新和品牌创新 (21)4、自主创新+品牌 (21)(四)、制定宣传计划 (23)1、策略一：学会做新闻、事件营销——低成本的传播工具 (23)2、策略二：学会以优秀的品牌视觉设计突出品牌特色 (23)3、策略三：学会使用网络营销 (23)五、超声无损检测设备业发展模式分析 (24)(一)、超声无损检测设备地域有明显差异 (24)六、宏观经济对超声无损检测设备行业的影响 (25)(一)、超声无损检测设备行业线性决策机制分析 (26)(二)、超声无损检测设备行业竞争与行业壁垒分析 (27)(三)、超声无损检测设备行业库存管理波动分析 (27)七、超声无损检测设备行业竞争分析 (28)(一)、超声无损检测设备行业国内外对比分析 (28)(二)、中国超声无损检测设备行业品牌竞争格局分析 (29)(三)、中国超声无损检测设备行业竞争强度分析 (30)1、中国超声无损检测设备行业现有企业竞争情况 (30)2、中国超声无损检测设备行业上游议价能力分析 (30)3、中国超声无损检测设备行业下游议价能力分析 (30)4、中国超声无损检测设备行业新进入者威胁分析 (30)5、中国超声无损检测设备行业替代品威胁分析 (31)(四)、初创公司大独角兽领衔 (31)(五)、上市公司双雄深耕多年 (32)(六)、超声无损检测设备巨头综合优势明显 (32)八、“疫情”对超声无损检测设备业可持续发展目标的影响及对策 (33)(一)、国内有关政府机构对超声无损检测设备业的建议 (33)(二)、关于超声无损检测设备产业上下游产业合作的建议 (34)(三)、突破超声无损检测设备企业疫情的策略 (34)九、超声无损检测设备产业投资分析 (35)(一)、中国超声无损检测设备技术投资趋势分析 (35)(二)、大项目招商时代已过,精准招商愈发时兴 (35)(三)、中国超声无损检测设备行业投资风险 (36)(四)、中国超声无损检测设备行业投资收益 (36)绪论本文主要分析了超声无损检测设备行业公司在未来五年（2023-2028）中的市场突破份额，并提供了指导意见。
2024年超声波无损检测市场分析报告
2024年超声波无损检测市场分析报告1. 引言超声波无损检测是一种常见且广泛应用于工业领域的检测技术。
通过使用超声波传感器和相关软件，该技术可以非破坏性地检测材料内部的缺陷和疾病。
本文将对超声波无损检测市场进行分析，包括市场规模、市场趋势和市场竞争力等方面。
2. 市场规模超声波无损检测市场在过去几年中取得了稳定增长。
根据市场研究公司的数据，预计到2025年，全球超声波无损检测市场规模将达到X亿美元。
这主要是由于制造业领域对高品质产品的需求不断增加，从而促进了对无损检测技术的需求。
3. 市场趋势3.1 技术进步随着科技的不断进步，超声波无损检测技术也得到了不断改进。
新的超声波传感器和软件开发，使得检测精度和效率得到了显著提高。
这些技术进步对市场的增长起到了积极的推动作用。
3.2 应用扩展超声波无损检测技术在多个领域得到了应用，包括航空航天、汽车、石油化工等。
随着新兴行业的发展和对产品质量要求的提高，超声波无损检测市场将继续扩大。
3.3 自动化需求随着制造业自动化的发展，对于无损检测技术的需求将不断增加。
超声波无损检测技术可以与自动化生产线进行集成，提高生产效率和产品质量。
4. 市场竞争力超声波无损检测市场存在着激烈的竞争。
目前，市场上有多家主要供应商，包括GE、Olympus、Sonatest等。
这些公司凭借其先进的技术和广泛的市场渠道处于市场的领先地位。
此外，由于技术壁垒相对较低，新进入者也有机会在市场上获得一席之地。
5. 市场前景超声波无损检测市场的前景十分广阔。
随着对产品质量要求的不断提高和新兴行业的兴起，超声波无损检测市场将继续保持较高的增长率。
然而，市场竞争将变得更加激烈，企业需要不断创新和提高技术水平才能在市场中立于不败之地。
结论超声波无损检测市场规模不断扩大，技术进步和应用的增加推动了市场的发展。
市场竞争激烈，但市场前景广阔。
企业需要持续创新和提高技术水平，以保持竞争优势。
2023年超声波无损检测行业市场前景分析
2023年超声波无损检测行业市场前景分析随着科技的不断发展和应用，超声波无损检测技术在工业界的应用越来越广泛。
超声波无损检测技术结合了声波的传播、反射与干涉等物理机理，通过使用系统移到和计算机辅助技术等手段对材料的可靠性进行评估，防止了不必要的事故与环境污染，保障了工业生产的稳定。
该技术的广泛应用为工业界带来了诸多经济和社会效益。
一、市场需求背景随着国内外新材料产业、现代化制造业等的发展，除传统应用领域外，如航空工业、军工、核工业、石油等行业对超声波无损检测的需求越来越高外，汽车、电子、建筑、电力等产业也开始逐步将其引入生产展业。
超声波无损检测技术能够帮助工业企业改善生产工艺，提高产品品质，增强生产安全，降低生产成本。
同时，那些需要长期运行且极端条件下工作的材料和设备，如飞机、核电站、船舶、石化设备等的监控需要超声波无损检测技术来确保产品的高质量保证。
二、市场前景超声波无损检测技术越来越受到工业企业的重视和青睐，其市场前景可谓十分广阔。
根据Market Research Future发布的《全球超声波无损检测市场：趋势，机会和预测(2019-2025)》报告显示，全球超声波无损检测市场在2018年价值超过50亿美元，预计到2025年达110亿美元，复合年增长率为11.053%。
在未来的分析中，该技术最具增长潜力的领域是制药和医疗设备，预计年均增长率将达到11.4%左右。
其次是航空和国防，预计年均增长率将达到9.8%左右。
此外，构建基础设施的快速扩张和快速消费品行业的快速扩张也将是市场增长的主要驱动力。
三、市场竞争格局超声波无损检测市场存在许多竞争者，包括GE公司、东芝公司、赛默飞世、DNV GL、Ultra电子控股有限公司、Mistras Group、OLYMPUS NDT、Ametek、Sonatest等企业。
这些企业的产品质量、性能、可靠性、价格等因素，将决定其在市场中的优劣势。
他们纷纷把超声波检测技术与其他无损检测技术相结合，以提高检测效率。
超声无损检测技术的现状和发展趋势
超声无损检测技求的现状和发展趋势无损检测技术已经历一个世纪，尽管无损检测技术本身并非一种生产技术，但其技术水平却能反映该部门、该行业、该地区甚至该国的工业技术水平。
无损检测技术所能带来的经济效益十分明显。
统计资料显示，经过无损检测后的产品增值情况大致是，机械产品为5%，国防、宇航、原子能产品为12%-18% ，火箭为20%。
例如，德国奔驰公司汽车几千个零件经过无损检测后，整车运行公里数提高了一倍，大大提高了产品在国际市场的竞争能力：日本小汽车生产中30%零件采用无损检测后质量迅速超过美国。
德国科学家认为，无损检测验技术是机械工业的四大支柱之一。
美国前总统里根曾说:“没有先进的无损检测技术，美国就不可能享有在众多领域的领先地位”。
可见现代工业是建立在无损检测基础上的说法并不为过。
世界各国都对超声无损检测给予了高度的重视。
超声无损检测技术(UT)是五大常规检测技术之一，与其它常规无损检橄技术相比，它具有被测对象范围广，检测深度大：缺陷定位准确.检测灵敏度高：成本低，使用方便：速度快，对人体无害以及便于现场使用等特点。
因此.超声无损检测技术是国内外应用最广泛、使用颇率最高且发展较快的一种无损检测技术，体现在改进产品质量、产品设计、加工制造、成品检验以及设备服役的各个阶段，体现在保证机器零件的可靠性和安全性上。
世界各国出版的无损检测书籍、资料、文献中，超声探伤所占的数量都是首屈一指的。
有关资料表明，国外每年大约发表3000篇涉及无损检测的文献资料，全部文献资料中有关超声无损检测的内容约占45 %。
前几届世界无损检测会议论文集收录的论文中有关超声检测的论文数遥遥领先于其它检测方法，特别是2000年10月在罗马召开的第十五届世界无损检测会议(WCNDT)收录的663篇论文中，超声检测就占250篇(2000年WCNDT会议收录的论文分布情况)。
这些都说明超声无损检测的研究势头和其在无损检测中的重要地位。
1 超声无损检测技术1.1 无损检测技术向高准确度、高可靠性方向发展20世纪70 年代以来，超声检测的数宇化、自动化、智能化和图象化成为超声无损检测技术研究的热点，标志着超声无损检测的现代化进程。
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超声无损检测的发展趋势罗雄彪,陈铁群(华南理工大学机械工程学院,广州510640)摘要:介绍了人工智能技术、自适应技术、机器人技术和相关技术在超声无损检测中的理论分析和应用。
这些技术的应用,使得无损检测的定位、定性和定量的可靠性和完备性大幅度提高,为无损评价奠定了良好的判定基础。
指出现代超声无损检测技术正向着智能化、自动化、图像化、数字化、小型化、系列化、多功能化、信息化和交叉领域的前沿方向发展,实现了复杂形面复合构件的超声扫描成像无损检测,满足现代质量对无损检测的要求。
关键词:超声检测;人工智能;自适应滤波;信息融合;超声扫描成像检测;相关技术中图分类号: TG115. 28 文献标识码:A 文章编号:100026656 (2005) 0320148204 Development Trends of Ultrasonic TestingLUO Xiong biao , CHEN Tie qun(College of Mechanical Engineering , South China University of Technology , Guangzhou 510640 , China)Abstract : The theoretical analysis and applications based on artificial intelligence , adaptive ,robot andcorrelation techniques in ult rasonic nondest ructive testing were int roduced. It s reliability integrality for locationquantitative and identification had been improved to the utmostextent and laid a better determinant foundation fornondest ructive eveluation. Modern ult rasonictesting was developing towards intelligence , automation ,visualization , digitization , miniaturization , standardization , multi2functionality ,information and many intersectionalfields inorder to apply ult rasonic scanning imaging testing to complex2shaped component and meet thedemand ofcontemporary quality.Keywords :Ult rasonic testing ; Artificial intelligence ; Adaptive filtering ; Data fusion ; Ult rasonic scanningimaging testing ; Correlation technique尽管无损检测本身并非一种生产技术,但其技术水平能反映该部门、该行业、该地区甚至该国家的工业技术水平。
无损检测技术所能带来的经济效益十分明显,统计资料显示,经过无损检测后的产品增值情况为,机械产品为5 %,国防、宇航和原子能产品为12 %～18 % ,火箭为20 %。
例如,德国奔驰公司汽车几千个零件经过无损检测后,整车运行公里数提高了一倍,大大增强了产品在国际市场的竞争能力;日本汽车在30 %零件采用无损检测后,质量迅速超过美国。
德国科学家认为,无损检测技术是机械工业的四大支柱之一。
可见现代工业是建立在无损检测基础上的说法并不为过。
基金项目:华南理工大学自然科学基金资助项目超声检测技术(U T) 是五大常规无损检测技术中使用得最多的一种。
与其它常规无损检测技术相比,它具有检测对象范围广,检测深度大;缺陷定位准确,灵敏度高;成本低,使用方便;速度快,对人体无害以及便于现场使用等特点。
因此,U T 是国内外应用最广泛、使用频率最高,且发展较快的一种无损检技术,这体现在改进产品质量、产品设计、加工制造、成品检测以及设备服役的各个阶段和保证机器零件的可靠性和安全性上。
世界各国出版的无损检测书籍、资料和文献中,U T 所占的数量都是首屈一指的。
有关资料表明,国外每年大约发表3 000篇涉及无损检测的文献资料,其中有关超声无损检测的内容约占45 %。
在近几届世界无损检测会议论文集收录的论文中,有关U T 的论文数遥遥领先于其它检测方法,特别是2000 年10 月在罗马召开的第十五届世界无损检测会议(WCNDT) 收录的663 篇论文中, U T 就占250 篇,涡流( ET) 、射线(RT) 、声发射(AE) 、磁粉(MT) 和其它检测方法的论数数量依次为103 ,105 ,40 ,32 和103 篇。
统计数据表明U T 在无损检测领域中的突出贡献与重要地位,所以U T 一直以来都是研究的热点。
随着电子学和计算机科学技术的飞速发展,采用人工智能技术、自适应技术、机器人技术、相关技术、信息融合技术、激光技术和计算机辅助设计/ 计算机辅助制造(CAD/ CAM) 等技术与无损检测技术有机结合,以实现复杂形面复合构件的超声扫描成像检测,是近年来国外复合材料构件无损检测领域研究的前沿课题。
下面主要探讨人工智能技术、自适应技术、机器人技术和相关技术在超声无损检测技术中的理论分析和应用。
1 人工智能技术顾名思义,人工智能( artificial intelligence ,简称AI) 就是用人工的方法在计算机上实现的智能。
通俗地说,人工智能就是研究如何使机器具有能听、会说、能看、会写、能思维、会学习、能适应环境变化、能解决各种面临的实际问题等功能的一门学科。
目前,人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的。
在超声无损检测应用中,主要研究领域有专家系统和人工神经网络等[2 ] 。
1. 1 专家系统专家系统是一种在特定领域内具有大量知识与经验的程序系统,它应用人工智能技术,模拟专家求解问题的思维过程,求解领域内的各种问题,其水平可以达到甚至超过专家的水平。
在超声界有许多检测技术高明的专家,他们在各自的工作领域中都具有丰富的实践经验和高人一筹的绝招,如果把对某一探伤对象的检测经验集中起来,并以某种表示模式存储到计算机中形成知识库,然后再把专家们运用这些知识判断缺陷的思维过程编成程序构成推理机,使得计算机能象人类专家那样对缺陷信号进行判断,则这样的程序就是一个专家系统。
图1 为一个三段结构的AI 专家系统,用以帮助那些对U T 应用并不熟练的操作人员选择最好的检测方法和检测技术去解决问题,该系统被称为超声UE 顾问,可为诸如“哪种检测方法或检测技术能最好地解决该问题?”这样的问题提供咨询服务。
图1 三阶段结构的UE 顾问AI 系统系统的三个组成部分为:(1) U T 方法和技术库从各超声专家搜集不同的检测方法和检测技术组成U T 方法和技术库,以消除单独某一个专家所产生的偏见。
根据检测对象和要求,每一方法又可以是多种多样的。
(2) U T 方法和技术优先顺序的排列使用者被请求回答“是/ 否/ 或许”( Yes/ No/ Maybe) 这类问题,涉及价格、速度、精度、设备及人员的可利用性等。
AI 系统从所获得的这些信息中根据实际情况及检测要求选择最合适的检测方法和技术。
(3) 专家系统每一个专家系统对应一种U T 方法,图1 中只具体列出了三个专家系统,即脉冲反射法专家系统、时间渡越衍射专家系统和谱分析(包括裂谱、倒谱和能谱分析) 专家系统,另外还有许多专家系统可归到其它类专家系统一栏中。
每一个专家系统决定了所考虑的方法内具体技术的选择。
AI 系统可以对有关U T 的任务进行决策,决策的质量既依赖于提供给AI 系统的被检测对象的信息,也依赖于所使用的AI 系统的质量。
它能为非技术人员进行技术咨询时提供很好的回答,可以减少寻找人类专家时所花费的时间,且能够消除人类专家进行技术选择时可能产生的偏见。
1. 2 人工神经网络人工神经网络是一种以自适应为特征的无固定模型的非线性网络,用于处理非线性模型或很难建立模型的问题。
它是由多个处理单元(神经元) 相互连接的信号处理系统,单元的输出通过权值与其它单元相互连接。
人工神经网络在超声检测中的应用是通过最佳似然比检测的原理[1 ] ,由神经元之间的相互作用来实现的,信号的存储表现为网络元件互连间分布式的物理联系,网络的识别取决于各神经元连接权值的动态演化过程。
用于超声检测的神经网络是由三层感知器组成的,即输入层、输出层及隐含层(图2) 。
其输出层只有一个神经元。
若该神经元被激活,即输出为1 ,则判为H1 ;若该神经元被抑制, 即输出为0 ( - 1) ,则判为H0 。
输入层神经元的数目与接收到的样本数目相同(即为M) 。
中间层神经元的数目可视具体应用要求来确定, 通常也为1 。
通过调节输入层到输出层的连接权系数W i1. 1 ( i = 1 ,2 , _, M) 、隐含层到输出层的连接层权系数W i1. 2 以及各神经元的阈值,就可以反映似然比和门限的大小。
图2 神经网络检测器人工神经网络可实现缺陷的分类,具有很高的识别准确度,对于不完全、不够清晰的数据同样有效;具有强大的学习能力,能从样例中学习,获取知识;易于实现并行运算,而且便于在硬件上实现,从而可大大提高速度;由于信息在网络中是分布表示的,因而它对带有噪声或缺损的输入信息有很强的适应能力。
人工神经网络的这些优点,使其很适合应用到超声定量无损检测中。
例如,由Adapt ronics 公司研制的ALN4060 智能超声探伤仪就是人工神经网络在超声检测中成功应用的代表。
2 自适应技术[3 ]自适应处理技术是由Widrow B 等人提出,在20 世纪60 年代开始发展起来,是现代信号处理技术的重要组成部分,对复杂信号的处理具有独特的功能。
目前国内外自适应算法研究仍比较活跃。
自适应滤波的优点是对处理参数依赖性较小,软硬件实现均较简单,因而在工业应用中有良好前景。
近年来,国内外学者开始尝试将自适应滤波技术用于超声无损检测,其目的是寻找一种便捷的抗干扰手段,使得超声检测目标信号在各种干扰条件下(包括材料结构内部的干涉杂波) 保持整齐、清晰且不畸变的波形,为各种准确的无损检测奠定基础。
自适应数字滤波是其在超声检测应用中的一个方面。
图3 是一个自适应数字滤波器,具有两个输入端,信号输入端通常称为主输入端,所期望的响应d ( n) 输入端称为参考输入端。