超声检测技术论文范文

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第1篇

[论文摘要]介绍当前压力容器制造和使用过程中所采用的无损检测技术，包括射线、超声、磁粉、渗透等常规技术和声发射、磁记忆等新技术，并论述他们的工作原理、优缺点和应用范围。

一、引言

随着现代工业的发展，对产品质量和结构安全性，使用可靠性提出越来越高的要求，由于无损检测技术具有不破坏试件，检测灵敏度高等优点，所以其应用日益广泛。目前对压力容器的检测方法有多种，本文主要介绍无损检测的常用技术如射线、超声、磁粉和渗透及新技术如声发射、磁记忆等。

二、无损检测方法

现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。

（一）射线检测

射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。

射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确，检测结果有直观纪录，可以长期保存。但该方法对体积型缺陷（气孔、夹渣）检出率高，对体积型缺陷（如裂纹未熔合类），如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。

（二）超声波检测

超声检测（UltrasonicTesting，UT）是利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。

超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹，还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。

该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点，且超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。

（三）磁粉检测

磁粉检测（MagneticTesting，MT）是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。

在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段，磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。

磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快，检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料，工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。

（四）渗透检测

渗透检测（PenetrantTest，PT）是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷，其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中，用去除剂清除多余渗透液后，用显像剂表示出缺陷。

渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料，如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用，必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块，使用可行的渗透检测方法标准等来提高渗透检测的可靠性。

该方法操作简单成本低，缺陷显示直观，检测灵敏度高，可检测的材料和缺陷范围广，对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验，对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高，还可用于磁粉检测无法应用到的部位。

（五）声发射检测

声发射（AcousticEmission,AE）是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。

压力容器在高温高压下由于材料疲劳、腐蚀等产生裂纹。在裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号，根据声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。

声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的，对缺陷的变化极为敏感，可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息，检测灵敏度很高。此外，因为绝大多数材料都具有声发射特征，所以声发射检测不受材料限制，可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。

（六）磁记忆检测

磁记忆(Metalmagneticmemory,MMM)检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法，其本质为漏磁检测方法。

压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素的影响，易在应力集中较严重的部位产生应力腐蚀开裂、疲劳开裂和诱发裂纹，在高温设备上还容易产生蠕变损伤。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位，它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查，从而发现焊缝上存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析，以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。

磁记忆检测方法不要求对被检测对象表面做专门的准备，不要求专门的磁化装置，具有较高的灵敏度。金属磁记忆方法能够区分出弹性变形区和塑性变形区，能够确定金属层滑动面位置和产生疲劳裂纹的区域，能显示出裂纹在金属组织中的走向，确定裂纹是否继续发展。是继声发射后第二次利用结构自身发射信息进行检测的方法，除早期发现已发展的缺陷外，还能提供被检测对象实际应力---变形状况的信息，并找出应力集中区形成的原因。但此方法目前不能单独作为缺陷定性的无损检测方法，在实际应用中，必须辅助以其他的无损检测方法。

三、展望

作为一种综合性应用技术，无损检测技术经历了从无损探伤(NDI)，到无损检测(NDT)，再到无损评价(NDE)，并且向自动无损评价(ANDE)和定量无损评价(QNDE)发展。相信在不员的将来，新生的纳米材料、微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。

参考文献：

[1]魏锋，寿比南等.压力容器检验及无损检测：化学工业出版社，2003.

[2]王自明.无损检测综合知识：机械工业出版社，2005.

[3]沈功田，张万岭等.压力容器无损检测技术综述：无损检测，2004.

[4]林俊明，林春景等.基于磁记忆效应的一种无损检测新技术：无损检测，2000.

第2篇

[论文摘要]介绍当前压力容器制造和使用过程中所采用的无损检测技术，包括射线、超声、磁粉、渗透等常规技术和声发射、磁记忆等新技术，并论述他们的工作原理、优缺点和应用范围。

一、引言

随着现代工业的发展，对产品质量和结构安全性，使用可靠性提出越来越高的要求，由于无损检测技术具有不破坏试件，检测灵敏度高等优点，所以其应用日益广泛。目前对压力容器的检测方法有多种，本文主要介绍无损检测的常用技术如射线、超声、磁粉和渗透及新技术如声发射、磁记忆等。

二、无损检测方法

现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。

（一）射线检测

射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。

射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确，检测结果有直观纪录，可以长期保存。但该方法对体积型缺陷（气孔、夹渣）检出率高，对体积型缺陷（如裂纹未熔合类），如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。

（二）超声波检测

超声检测（Ultrasonic Testing，UT）是利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。

超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹，还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。

该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点，且超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。

（三）磁粉检测

磁粉检测（Magnetic Testing，MT）是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。

在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段，磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。

磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快，检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料，工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。

（四）渗透检测

渗透检测（PenetrantTest，PT）是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷，其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中，用去除剂清除多余渗透液后，用显像剂表示出缺陷。

渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料，如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用，必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块，使用可行的渗透检测方法标准等来提高渗透检测的可靠性。

该方法操作简单成本低，缺陷显示直观，检测灵敏度高，可检测的材料和缺陷范围广，对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验，对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高，还可用于磁粉检测无法应用到的部位。

（五）声发射检测

声发射（Acoustic Emission，AE）是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。

压力容器在高温高压下由于材料疲劳、腐蚀等产生裂纹。在裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号，根据声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。

声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的，对缺陷的变化极为敏感，可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息，检测灵敏度很高。此外，因为绝大多数材料都具有声发射特征，所以声发射检测不受材料限制，可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。

（六）磁记忆检测

磁记忆(Metal magnetic memory， MMM)检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法，其本质为漏磁检测方法。

压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素的影响，易在应力集中较严重的部位产生应力腐蚀开裂、疲劳开裂和诱发裂纹，在高温设备上还容易产生蠕变损伤。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位，它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查，从而发现焊缝上存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析，以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。

磁记忆检测方法不要求对被检测对象表面做专门的准备，不要求专门的磁化装置，具有较高的灵敏度。金属磁记忆方法能够区分出弹性变形区和塑性变形区，能够确定金属层滑动面位置和产生疲劳裂纹的区域，能显示出裂纹在金属组织中的走向，确定裂纹是否继续发展。是继声发射后第二次利用结构自身发射信息进行检测的方法，除早期发现已发展的缺陷外，还能提供被检测对象实际应力---变形状况的信息，并找出应力集中区形成的原因。但此方法目前不能单独作为缺陷定性的无损检测方法，在实际应用中，必须辅助以其他的无损检测方法。

三、展望

作为一种综合性应用技术，无损检测技术经历了从无损探伤(NDI)，到无损检测(NDT)，再到无损评价(NDE)，并且向自动无损评价(ANDE)和定量无损评价(QNDE)发展。相信在不员的将来，新生的纳米材料、微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。

参考文献

[1]魏锋，寿比南等. 压力容器检验及无损检测：化学工业出版社，2003.

[2]王自明.无损检测综合知识：机械工业出版社，2005.

[3]沈功田，张万岭等.压力容器无损检测技术综述：无损检测，2004.

[4]林俊明，林春景等.基于磁记忆效应的一种无损检测新技术：无损检测，2000.

第3篇

现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。

（一）射线检测

射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。

射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确，检测结果有直观纪录，可以长期保存。但该方法对体积型缺陷（气孔、夹渣）检出率高，对体积型缺陷（如裂纹未熔合类），如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。

（二）超声波检测

超声检测（UltrasonicTesting，UT）是利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。

超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹，还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。

该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点，且超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。

（三）磁粉检测

磁粉检测（MagneticTesting，MT）是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。

在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段，磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。

磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快，检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料，工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。

（四）渗透检测

渗透检测（PenetrantTest，PT）是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷，其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中，用去除剂清除多余渗透液后，用显像剂表示出缺陷。

渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料，如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用，必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块，使用可行的渗透检测方法标准等来提高渗透检测的可靠性。

该方法操作简单成本低，缺陷显示直观，检测灵敏度高，可检测的材料和缺陷范围广，对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验，对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高，还可用于磁粉检测无法应用到的部位。

（五）声发射检测

声发射（AcousticEmission,AE）是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。

压力容器在高温高压下由于材料疲劳、腐蚀等产生裂纹。在裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号，根据声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。

声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的，对缺陷的变化极为敏感，可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息，检测灵敏度很高。此外，因为绝大多数材料都具有声发射特征，所以声发射检测不受材料限制，可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。

（六）磁记忆检测

磁记忆(Metalmagneticmemory,MMM)检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法，其本质为漏磁检测方法。

压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素的影响，易在应力集中较严重的部位产生应力腐蚀开裂、疲劳开裂和诱发裂纹，在高温设备上还容易产生蠕变损伤。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位，它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查，从而发现焊缝上存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析，以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。

磁记忆检测方法不要求对被检测对象表面做专门的准备，不要求专门的磁化装置，具有较高的灵敏度。金属磁记忆方法能够区分出弹性变形区和塑性变形区，能够确定金属层滑动面位置和产生疲劳裂纹的区域，能显示出裂纹在金属组织中的走向，确定裂纹是否继续发展。是继声发射后第二次利用结构自身发射信息进行检测的方法，除早期发现已发展的缺陷外，还能提供被检测对象实际应力---变形状况的信息，并找出应力集中区形成的原因。但此方法目前不能单独作为缺陷定性的无损检测方法，在实际应用中，必须辅助以其他的无损检测方法。

二、展望

作为一种综合性应用技术，无损检测技术经历了从无损探伤(NDI)，到无损检测(NDT)，再到无损评价(NDE)，并且向自动无损评价(ANDE)和定量无损评价(QNDE)发展。相信在不员的将来，新生的纳米材料、微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。

参考文献：

[1]魏锋，寿比南等.压力容器检验及无损检测：化学工业出版社，2003.

[2]王自明.无损检测综合知识：机械工业出版社，2005.

[3]沈功田，张万岭等.压力容器无损检测技术综述：无损检测，2004.

[4]林俊明，林春景等.基于磁记忆效应的一种无损检测新技术：无损检测，2000.

[5]叶琳，张艾萍.声发射技术在设备故障诊断中的应用：新技术新工艺，2000.

第4篇

【关键词】超声检测；高职教育；教学研究

超声波检测是应用最广泛的无损检测方法之一。超声波检测是利用进入被检材料的超声波对材料表面或内部缺陷进行检测。利用超声波进行材料厚度的测量也是常规超声波检测的一个重要方面。此外，作为超声波检测技术的特殊应用，超声波还可用于材料内部组织和特性的表征以及应力的测量。它的意义的一般指超声波与工件作用，就反射、透射和衍射的波进行研究，对工件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用进行评价的技术。从上世纪30年明以来，由于超声检测具有安全高效，体积小，便携等特点，越来越被广泛应用于，工业，医疗等各行各业。

在高职学校开设超声检测的课程对于培养应用型操作人员有很大的优势，对于超声检测这种操作技能要求较高的行业，工作人员的培养应以实践操作为主，高职教育正好能满足这一要求。因此制定一个合理的课程规划来达到理想的目的是非常必要的。下面就超声检测这门课程在高职院校的开展进行讨论。

1、课程建设的指导思想和总体目标

在日常教学的制定中要遵循高职教育教学的规律与特点，始终坚持以“学生为主体，教师为主导”的原则，坚持以工学结合的方式开展教学，注重素质教育，注重技能教育，重视学生创新能力的培养和个性发展。让学生能学会处理各种特殊的工艺要求。通过课程建设，对传统的教学内容和方法进行改革，把超声检测新技术、新工艺、新标准恰当地引入课堂教学，使课程做到知识性与应用性的统一，使课程结构体系和教学内容得到进一步的优化。利用现代教育技术平台改革相应的教学方法和手段。

课程建设的目标是落实课程建设的措施，更加明确课程目标即培养能够进行超声检测操作的人员，遴选课程内容对理论性太强的部分加以弱化，优化课程结构，专注与实践教学，让学生多通过现场操作来学习了解这一行业。改进教学方法、丰富教学手段，加强教师队伍的建设，加强课程研究，开展技术推广、咨询和服务，建立课程资源库，改善实训条件，规范课程考核评价方式，进一步提高课程效果，加强课程管理，以保证群体教学水平稳步提高，使课程建设处于良性发展。

2、课程目标

根据学校办学定位和学生实际，明确本课程职业岗位指向和职业能力要求；高职学校的生源包括高中生，中职生，及以3+2方式培养的学生。明确了学生的实际情况就能明确课程知识目标、技能目标、态度目标，更加重视本课程在职业能力培养中所处的重要地位、作用和价值；主要目标应在加强学生学习能力、应用能力、协作能力和创新能力的培养。建设措施：（1）开展专业教育，让学生明确职业岗位指向和职业能力要求，让学生清楚地认识到专业课程在职业能力培养中所处的地位、作用和价值，激发学生学习兴趣。（2）课程知识模块应该有：超声检测物理基础、检测器材与设备、检测方法、检测工艺、超声检测应用、检测标准、课程设计、技能训练部分；技能目标是培养学生动手操作的能力，为行业培养初、中级无损检测技能型人才。学生学完本课程后，要求学生掌握超声检测相关理论知识，能独立完成超声检测工作。能与他人团结协作，具有一定的创新能力。毕业前取得锅炉压力容器无损检测人员UTⅠ、UTⅡ级资格证书（中专Ⅰ级、高职Ⅱ级）。毕业生经过一段时间的工作实践，向中、高级人员过渡。（3）教师在教案中交代每个知识模块学生应达到的知识目标、技能目标、态度目标，并在授课过程中明确告诉学生；教师应注重学生学习能力、应用能力、协作能力和创新能力的培养。

3、课程内容和课程结构

围绕为行业培养初、中级无损检测技能型人才的要求，遴选教学内容，适时吸纳新知识、新技术、新工艺、新标准，培养了学生良好的职业道德、严谨认真的工作作风、实事求是的科学态度，强化学生安全意识；形成模块化课程结构；实践性教学内容达到50%以上。建设措施：（1）按照无损检测人员资格证考试规则和企业、行业对无损检测人员的要求，安排教学内容。（2）要求教师加强学习，不断更新知识，适时吸纳新知识、新技术、新工艺、新标准，定期到企业作市场调研和挂职锻炼。（3）按照职业岗位和职业能力培养的要求，整合教学内容，构建以职业岗位作业流程为导向的教学模块，按岗位作业流程分小模块进行教学，形成模块化课程结构。（4）不拘束于某一个具体工件，而以多种规格、多种材质的工件作为研究对象，增加学生实训机会和实训内容，安排学生进企业实习，使实践性教学内容达到50%以上。（5）联系本地相关企业，利用企业的设备和技术人员对学生进行实践学习。让学生了解企业实际的工作生产情况，可能遇到的各种问题。（6）在与企业联系过程中，可以把优秀的学生推荐给企业，以此来与企业互利互惠，形成良好的合作关系。

4、课程教学方法与手段

课程教学方法坚持“教、学、做合一”的原则，采用现场教学、项目教学、讨论式教学、探究式教学等教学方法；高度重视实训、实习等实践性教学环节，以真实或仿真的任务为实习实训项目，将实习实训与项目结合起来，强调学生将所学知识和技能在实践中应用，积极引导学生自主学习；充分运用现代教育技术进行教学，充分利用网页资源，将课程教材、教师教案、教学大纲、检测标准、习题、实验实习指导、参考文献目录、授课录像、网络课件、在线测试等相关资料在网上公布，实现优质教学资源共享，方便学生在网络中自主学习。（1）制定教学过程规范，包括授课计划规范、理论备课规范、课堂教学规范、作业辅导规范、考试考核规范、教书育人规范，把提高群体教学质量落实到教学过程的每一个环节中。落实备课规范，提高课程授课计划质量。教师备课必须要钻研大纲，研究教材，掌握教学目的、要求和重点，研究和掌握教学方法。授课计划要体现教学目的、教学方法、教学思想。（2）建立优秀教案档案，促进群体教案水平提高。每学期每位教师提交一份优秀教案，课程组通过评定、交流后存档，逐步提高整体教案水平。（3）抓住课堂教学这个中心环节，争取最佳教学效果。课堂讲授必须执行课堂授课规范，做到内容熟练、概念准确、重点突出、结构合理、条例清楚、语言精炼、板书工整且布局合理，要充分调动学生积极性，启发学生思维，培养学生能力，要注意理论联系实际，加强教学的科学性和思想性。（4）建立学校老师与企业技术人员的技术交流来提高教学内容的质量，引入最新的理念，让学生一切从实践出发，真正做到精通。（5）以多种规格、多种材质的工件作为研究对象，以真实或仿真的任务为实习实训项目，将实习实训与项目结合起来，增加学生实训机会和实训内容。安排学生进企业实习，使实践性教学内容达到50%以上。强调学生在实践中应用中消化所学知识和技能，积极引导学生自主学习。（6）建立一体化专业教室，充分运用现代教育技术进行现场教学；引入相关的检测仪，配备完善的各种标准试块和对比试块，使教学内容丰满具体。

5、课程资源建设

课程资源建设要求拥有学校教师与现场专家一起开发的校本教材、实验实训指导书、教师教学指导书和学生学习指导书等，建成集纸质与电子、静态与动态的图书和网络资源于一体的立体化教学资源库。教学资源库包括课程标准、教学内容、实验实习实训、教学指导和学生学习效果评价方案等要素；校内实验实训室的设施设备技术含量高，有能完全满足课程教学需要的实验实训设施设备；建立真实或仿真的职业环境，有便于学生自主学习的实验实训室管理制度，管理规范；建立校外实践教学基地，与相关企业建立合作机制，校外实践基地成为课堂教学的有效延伸。

6、课程考核及措施

课程考核要求建立体现职业能力为核心的课程考核标准，建立分模块的课程考核评价方式，每个课程模块既考核学生所学的知识，也考核学生掌握的技能及学习态度，采用形成性评价与终结性评价相结合的考核方式。笔试、口试、操作、论文相结合，开卷、闭卷相结合，第一课堂考核与第二课堂考核相结合，校内老师评价与企业、社会评价相结合，学生自评、互评相结合的评价方式，各种评价有明确的比例分配。

具体的建设措施：（1）每学期至少要进行一次期中和期末考试。考试要严格要求，同一教学计划的班级，期末考试要统一命题，统一评分，统一阅卷。考试方式为：闭卷，记分方法为：平时成绩占30%（10%的作业，10%的课堂表现，10%的课堂测验），期中考试占20%，期末考试占50%，其中10%的课堂表现分数由老师评价、学生自评、互评三项各占1/3产生，加重平时学习权重，注重对学生学习过程的检查和对知识的掌握程度的考核；第一课堂考核成绩占70%，第二课堂考核成绩占30%；同时期末考试除理论考试外还有实践操作考试，根据无损检测人员资格证考试的要求，理论和实践考试都必须达到70分才认定及格。（2）建立超声检测试题库，条件成熟可以实行教考分离。（3）参加校级以上技能竞赛取得名次的给予加分。

7、课程效果

建设目标：学生学完本门课程后能掌握85%以上的知识点，完全掌握核心知识点；100%掌握课程中包涵的技能，在真实或仿真的环境中能完成检测工作；能理解本门课程在专业中的地位、作用和价值；学习目的明确，学习兴趣明显提高；理解本门课程所要求的职业素质，具有团队精神、协作精神，能够与人合作完成工作项目；学生在教师的指导下，能进行探究式、创新性学习。 建设措施：建立科学合理的教育教学质量评价体系，为学生提供优质教育服务；加强学生思想道德和职业道德教育；加强学风建设，努力提高教育教学质量；建立科学的学生学习评价体系。

8、结论

随着我国初会的不断进步，工业水平，制造能力的稳步提高，特别是我们国家制造行业在国际地位的不断提升，对制造业人才的需求与日俱增，尤其是工作一线的初、中级的优秀操作人才更是供不应求，超声检测技术在制造的生产中有着不可替代的作用，超声检测人员的市场需求不断增加，对人才的要求也在不断变化，于此相比，中、高职学校培养的的专业毕业生却非常少，现从事无损检测的人员大都是从其它岗位等转岗而来，因此，他们没有学习系统的无损检测课程，加之专业的特点和学生知识结构的原因，在校学生对本专业课程知识和内容非常的贫乏和陌生。传统的教学是“讲授+板书”方式，学生大都对课程不感兴趣，即使现在引进多媒体教学方式，学生也只能抽象的思考学，对实践中的情况一无所知。也就达不到理想的教学效果。最终的后果是，大部分的学生毕业进入岗位后连最常见的工作设备、零件不认识，最基本的工作步骤不会操作，达不到企业最起码的工作要求，因此，培养出适合企业需要的一线的优秀的无损检测专业操作人才就是当前这个专业的重点，通过课程规划的制定和实施，能够培养出合格的，生产企业要求的一线技术人员。

参考文献：

[1]刘福顺，汤明. 无损检测基础. 北京航空航天大学出版社 2002.

[2]应崇福.超声学. 北京科学出版社，1990.

第5篇

关键词：锅炉;承压管道;无损检测

火力发电厂中，三大主机之一的锅炉作为能源的转化场所，也成为了维修频率最大的一处，其自身的经济适用性，以及整体机构的经济安全性建设，都将极大的影响整体火电厂发电机构的全面设施安全性。针对于此，在为达到减少管道损坏以及人员伤亡情况出现的基础上，提出管道的承压检测技术，也就成为了当下最主要的研究方向，下面针对锅炉的承压管道检测方法进行简要分析。

1 锅炉承压管道的适用简介

在火电厂的发展过程中，锅炉无疑是承受最大压力的高能量输出机组，其自身的存在在很大程度上也加重了其自身的使用标准进行操作使用。在运行中，锅炉的承压管道由于内径较大，较容易引发一系列的建设问题，而这对于整体的承压管道的运行安全性等，都会产生直接的因香港，从管道内部的热能力标准来看，自身的抗压性，应当满足其自身的建设要求，而对于内部的热动力，需要进行进一步的确定，并根据其发电设备的使用结构形式来确定最终的运行标准，确保其在运行中的热动力提供，能够维持其全面的设备运行。而锅炉的安全性，则直接反映了发电站的安全运行能力。

2 无损检测技术的适用性简介

在针对锅炉的检测技术应用上，技术的更新过程中，通过有效的无损检测技术研发，更进一步的增添了其在设备建设中的物理应用手段，根据现阶段的设施应用理念进行缺陷和不均方面进行全面操作，并给与及时、高质量的信息维修维护。而主要的常用手段又又超声检测、磁粉检测、照相检验和液体渗透检测四个大类，其应用的过程中，主要针对的是在不同层次上的故障检测，在进行锅炉内部的检测中，无损检测，主要包括了以下几个特点。

非破坏性特点：为保证检修的层次性问题，并保证检测物质的使用特性在不损坏原有的结构性质下，完成其全面的设施建设，并保证整体结构的完整性。

检测的全面性特点：主要针对在检测过程中的全面性故障，做到全面真实的检测效果。

检测的全程性特点：针对于无损检测的全程并对原材料进行有效检测，从多方面的机械加工情况进行有效的拉伸、弯曲、压缩等操作，保证管道内部的原始结构符合使用标准，同时，在结构的运行上，也能够符合正常的使用标准。在这一应用中，主要还针对于无损检测的多个层次检测结果来进行全程要求，力求保证自身的结构完整性。

3 现阶段的承压管道无损检测技术的发展形式

在检测过程中，由于考虑到锅炉自身的承压能力，在进行连接加热器以及再热器的过程中，需要从深层次的考虑上进行全面的信息分析，并对即将组成的全面性管道结构以及制造的整体性进行有效的质量把关，并保证整体工程建设的工伤确定，保证在实施检测的过程中，能够保证整体组装系统的焊接接口在使用的标准范围之内。但是在实际的操作中，由于组装后还需要进行全面的无损检测，这样就可能加重接口的焊接工程标准，并在所能承受的压力标准上，进行二次的加工处理，并根据所组成的装备形式进行重新的装机配比分析，考虑全面的设施建设架构层次，以检测工作的落实情况作为最重要的环节来加强其中的每一个环节应用。在进行使用的过程中，其具体的发展现状主要集中于以下几个方面。

第一，锅炉承压管道制造过程中无损检测技术现状，主要针对于锅炉的承压管道情况来进行全面的无缝焊接，而其制造过程中，如采取常规操作，还需要进行全面的检测，其检测也容易指出弊端。

第二，锅炉承压管道在安装的过程中，更适宜使用无损检测技术，原因在于，锅炉装置的零部件比较多，而如果定期进行检测，那么工作量较大，并不适合于实际的操作。但是在进行承压管道的安装过程中进行有效的检测，那么不仅能够减轻工作的使用量，同时也能更好地缩短检测时间，并极大地提高工作的使用参数。

第三，锅炉承压管道在运行中的无损检测技术方面，主要承担的是在建设中的零部件运行伤痕，根据其一出现的裂痕来判断后续是否会发生严重的安全事故，并及时地进行检修管理。在进行超声检测的过程中，根据射线检测的光谱分析结果来判定其主要的运行状况，使用红外线探伤技术来进行检测管理。

4 结语

在社会的不断进步中，有效的信息检测技术，必将代替原有的复杂检测效果，而根据现有的锅炉承压形式来看，事故的发生频率，也将直接的影响其发电厂的运行能力。所以加强其技术的开发进度，并保证其检测效果的有效进程，是今后发展此项技术的长远目标。

参考文献：

[1]范肖飞.浅谈锅炉承压管道无损检测技术现状及发展[J].城市建设理论研究（电子版），2015（8）：3167-3167.

[2]王健.浅谈锅炉承压管道无损检测技术现状及发展[J].中国机械，2014（2）：118-119.

[3]闫宏伟，梁利文.浅谈锅炉承压管道无损检测技术现状及发展[J].中国电力教育，2013（26）：235-236.

第6篇

Zhong Huisheng；Zhang Jintuan

①Xi'an University of Architecture and Technology School of Management，Xi'an 710055，China；

②Zhonghe Quality of Testing in Wuhan Co.，Ltd.，Wuhan 430082，China；③Hezhou University, Hezhou 542800，China）

摘要：声速、声时、声幅、主频这四个声测参数是判断桩基完整性的主要依据。而在实际桩检中，各参数都不能达到足够的精度评判出桩身质量的好坏，必须经过综合比较加以确定，仅评某一参数的异常来作出判定容易得出相左的结论。并且PSD、声速参数可以归为同一参数。

Abstract： Four sounding parameters of acoustic speed, acoustic time, acoustic amplitude and basic frequency are the foundation of judging integrity of foundation pile. In the actual test of pile, each parameter is not precise enough to judge the pile quality. We must judge through comprehensive comparison. Certain abnormal parameter can not be used to make judgement; otherwise, contrary conclusions are easily obtained. And parameter of PSD and acoustic speed can be classified as same parameter.

关键词：基桩检测 声测判据 精度

Key words： test of foundation pile；sounding criterion；precision

中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）19-0095-02

0引言

应用超声波投射混凝土检测桩体完整性，是一个成熟而又年轻的方法。说其成熟是因为，在国内经历了近五十年的研究，已经获得了大量的研究成果，其判断依据已经逐步成熟起来，各种声测参数能够比较准确的获得并用以判别分析。说其年轻是因为，各参数的分析深度有待加强，无法使用一个参数来做出质量评定，而最重要的是无法将桩体的强度即使用性能，通过各参数反映出来。

1各参数研究脉络

目前，各参数的研究都已经开展，并且提出了许多的判据，而各判据的使用却存在一定的局限。

南京水利科学院罗骐先早年曾提出一种判断缺陷的方法，即“概率法”，此方法经多年实践已经作为判断缺陷的基本方法列入各类超声波规程中 [1-2]。该方法粗略认为，正常混凝土的声学参数是符合正态分布的缺陷是由过失误差引起，它的声学分布不符合正态分布。湖南大学吴慧敏等[3]在对郑州大桥灌注桩的超声波透射法检测结果的判定过程中，提出了一种判断桩内缺陷的方法，以“声参数一深度”曲线相邻两点之间的斜率与声参数差值之积为判断依据，简称“判据”。该方法认为缺陷处波速明显变小，即声时明显变大，与相邻正常测点对比，形成一突变。巫英凯、黄永莱、王根清等[4]在中国水利学会第二届混凝土无损检测学术会议上提出了“基桩混凝土无损检测一超声波脉冲NFP法”。广州建科院陈如桂[5]提出了“逆概率解释法”，它在概率法和PSD判别法的基础上以随机函数为前提，在有干扰的基础上分离有用的强弱异常，进一步克服传统方法中错判和漏判缺陷的缺点。福建省建筑科学研究院叶健[6]提出了“声波透射法桩基检测技术中声测管距真实管距求解及CBV判据”。河南交通基本建设质量检测监督站阎光辉[4]提出了“PSD、V、A综合判断法”，其分别将PSD、V、A判据，根据工程经验进行细化，再加以综合考虑。南京水利科学研究院宋人心等[7]提出了“灌注桩声波透射法缺陷分析方法一阴影重叠法”，将加密对测和斜测的检测结果标示于检测剖面图上，可以更直观的分析判断缺陷的范围。

超声波透射法检测混凝土灌注桩桩身缺陷、评价其完整性的依据是通过测定声波经过混凝土传播后各种声学参数的量值得出的，声波在有缺陷介质中传播路径如图1。目前混凝土质量检测中所用的声学参数主要有波速、波幅、频率及波形。混凝土的波速与其弹性性质及混凝土内部结构有关波幅是表征声波穿过混凝土后能量衰减程度的指标之一，它的强弱与混凝土的弹塑性有关，它对缺陷区反应比声时更为敏感接收波主频率实质是介质衰减作用的一个表征量，当遇缺陷时衰减严重接收波形可以根据波形畸变程度作为判断缺陷的参考依据。这几种声学参数都是判断混凝土质量的重要参量。

2各类判据的评判

声速、声时、声幅、主频这四个声测参数是判断桩基完整性的主要依据。其中，声幅、主频、声时是仪器中实测的绝对数值，能直接表达桩身材料的一定性能。而声速却是一个相对变动参数，其准确数值的获得必须要另一非判据参数-测距的确定来间接计算得出。

2.1 测距在声测过程中测距参数是在隐蔽工程中难以实测的数据，其参数的获得只有通过测量管口的管间距来间接反映桩身管间距，而规范中对声测管间距测试精度要求为1%，这在实际施工中是难以达到的。声测管一般为金属材料制作而成，其变形一般较小，而在实际施工中，特别是深桩施工中，累积长度的扭曲往往较大，再由于绑扎不牢等因素的存在，易使声测管出现扭曲，这样就无法保证声程的一致性。而在实际检测工作中，常见到桩头或桩底出现声时值的快速滑移现象。而导致声时滑移的因素主要有两个，一是介质性质发生变异，二是声程发生变化导致声时变化。这些影响因素的存在，是检测工程师们所熟知的，并且通过规范易知声测是粗侧混凝土的完整性，而对混凝土的其它性质无法统一给出。这样就限定了声测的应用范围，使其工程应用领域偏狭。

2.2 声时值在超声检测中声时参数是一个相当重要的参数。其数值的获取由设备自身自动获得，为声测唯一准确值。声时值作为一个声测判据，能够反映混凝土的质量差异。当声时出现突变时，一般认为混凝土质量存在差异。而声时差异出现的另一因素是，声测管的扭曲变形，往往这种差异仅仅表现在声时值的变化中，同样会对声速值产生一定的影响，而从其他判据中可以看到比较正常的波形，特别是对于波幅参数中。

2.3 PSD判据与声速而从另一个方面来看，声测的声时实测值为PSD判据的推定依据，同样声速为声时推演值，因此二参数的判断依据与判断结果必定是一致的，声速的减少声时必增加，表现在判据曲线上，声速的下凹，而在PSD对应位置为曲线的上凸。因此，二判据具有高度的一致性，即二判据可以舍一，仅取声速判据足以。

2.4 波幅和主频参数而对于其它两参数，波幅与主频的稳定性更差。主频离散性太强，几乎布满了整个频域限定的范围，因此主频只是用于对声波收发波束的筛选功能，无法作为一具体的桩身质量判据。波幅判据为一稳定性较高的判据，但是其判断精度也无法保证，因其反映的是接收到的首波的波幅值，而一般首波波幅较后续叠加波小很多，也就是说只要接受探头能够接收到频域范围内的声波则声幅值比较稳定，除非缺陷较大，波能损失殆尽，通过波幅可以反映出部分缺陷。

2.5 各参数的改进分析综上可以看出在有价值的判断中声速值是一最敏感的参数。而声速值的由来却无法得到准确的保证。在实测资料中经常获得≥5km/s的声速值，已接近钢材的声速值，而实验室中标准试件的声速值为3.8-4.6km/s，因此这一较大数据的采集得不到有效的理论解释，而地下桩体中常含有比标准试件更多的裂隙和水，而裂隙和水的存在只会减少声速，而不会增加声速值，这就给我们提出了一个新的研究课题，对声速测量的准确化。

在上文中提到了，声速、测距、声时是三个相关参量，只有知道两个才能确定第三个，因此可以通过一定的技术手段是测距能够准确化来换算声速值。

对于波幅的研究多是通过首波波幅值来反映桩身质量，对于后续波形形态的研究较少。因为后续波形为声波在混凝土内部经复杂的反射、折射、绕射等过程得到的，分析起来具有较大难度，并且其分析价值的多少还有待进一步细化研究。

3结语

通过对各参数的对比分析，可以看出，虽然超声检测已经历了几十年的发展到目前已经成为在工程中成熟应用的基桩检测技术，但是却存在着一个难以逾越的难题。这就是对桩身质量的定量化评定，以上各种手段都难以做到定量化，并且各有利弊，需要综合考虑来评定桩身质量。

而工程实际应用的桩体，是桩身的综合评定，即桩身在存在缺陷的情况下能不能达到设计要求的强度。大量学者都研究了声速与强度的关系，但是由于影响因素过多，无法形成统一的函数关系。这也成为一个亟待解决的问题。

参考文献：

[1]陈凡，徐天平，陈久照等.基桩质量检测技术[M].北京:中国建筑工业出版社，2003.222-313.

[2]建设部一建筑基桩检测技术规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

[3]罗骇先.半个世纪的回顾一混凝土声学检测技术在我国的发展[J].第七届全国建筑无损检测技术学术会议论文集，2001.

[4]阎光辉，何荣裕.基桩完整性PSD、V、A综合判断法[J].岩土工程界，Vll.5(1).

[5]刘金砺.桩基工程检测技术[M].北京：中国建材工业出版社,1993.

第7篇

关键词:曲面工件；超声自动检测；碰撞干涉

1碰撞干涉检测

碰撞干涉检测问题是确定不同的物体在空间是否占有相同区域的问题。该问题可描述如下:“给定N 个物体s1 ， s2 ，… ， sn ，它们在空间中的位置是由定义在时间域[t 0 ， t 1 ] 上的函数f 1 ，f 2 ，… ， f n 来确定的，判定在这个时间域内相同时刻是否存在任何一对物体占有公共空间”。该问题的描述说明了这样的意义，物体占有的空间决定于时间，由此又引出静态干涉和动态干涉检测的定义。

静态干涉检测: 物体在空间中的位置是可移动的，但不随时间变化，位置的变化是由其它参数定义的，判别是否有任何一对物体占有公共空间。空间布局和装配干涉检测等即属于此类问题。

动态干涉检测: 动态干涉检测与时间相关，即碰撞检测。物体在空间中的位置是随时间变化的，它可分为二种情况: ( 1) 运动空间中只有一个物体是运动的。例如一个机器人在车间里运动，机器人是运动的，车间里的其它障碍物是静止的；( 2) 一对物体都必须是运动的，例如车间里两个运动的机器人。无论是静态干涉检测还是动态干涉检测，目的都是要求避免物体间的碰撞。

2碰撞干涉检测技术

2.1二维平面碰撞检测

Tetsuya，Toshiaki和Mario等人提出了一种称为空间占有的方法，即物体在目标空间移动，当试图占有相同的球体时来检测它们的碰撞。这种算法基于这样一条原理没有任何物体和其它物体占有同一个球体，也不需要特殊的计算来检测碰撞。并且，在它们的方法中，每个物体连同它们所占有的球体在三维空间中都被赋予一个名字，因而其它物体知道它们和哪个物体发生碰撞。

chin和wang研究了两个多边形的相交和最小距离问题。利用可视边链和凸的顶点相对于其内部点的单调性，提出了判别凸一边形和一个简单非凸m-边形的相交问题的最优算法，并且研究了当两个多边形相交时一个多边形是否被另一个多边形完全包含的问题，其时间复杂度都为o(m+n)。

汪嘉业利用单调折线研究了在一个多边形的凸包和另一个多边形不相交的条件下，确定两个多边形是否碰撞，并在碰撞时确定全部碰撞部位的问题，提出了时间复杂度为o(m+n)的最优算法，并且其算法还可推广到确定包含有圆弧边的多边形之间的最初碰撞部位。

李辉利用最大最小坐标的顶点子集的方法研究了一个凸多边形沿一给定方向移动时是否与另一凸多边形发生碰撞，并且利用斜支撑线的方法来研究一个凸多边形相对于另一个凸多边形的可移动区域问题，提出了时间复杂度为o(log(n+m))和o(m+n)的算法，在常数意义下，它们都是最优的。

2.2三维空间碰撞检测

三维空间碰撞检侧干涉有两大类静态干涉和动态碰撞检测。动态碰撞检测就是沿特定轨迹移动的物体的干涉检测。动态碰撞检测算法又可分为两大类①判断移动的物体之间是否发生碰撞亦即可碰撞问题②检测到碰撞的存在并采取措施进行规避，也就是碰撞规避问题。根据所用实体表示模型的不同，静态干涉检测算法大致可分成两类。一类算法主要基于B-rep模型，提高算法效率的关键是如何减少被测元素的数量。在这方面Ganter利用空间分割技术作出了新的尝试。另一类算法是以层次模型为基础的，如八叉树干涉检验算法和层次Sphere检验算法等。由于层次模型中相邻两层节点的检测过程之间缺乏直接联系，即一个层次上的干涉检验结果并没有反映出下一个层次节点的状态信息，因此无法对检验过程进行优化，以减少不必要的运算。

动态碰撞检测先后利用到两类技术。第一类技术是基于给定轨迹反复利用静态干涉检测被称为“单步检测”的方法，即当物体移动过程中将轨迹划分为很多时间步，在每一个时间步都进行静态干涉检测，来判定运动的物体之间是否发生碰撞。Maruyama介绍了多面体之间的静态干涉检测的第一种一般方法，提出了一种递归空间分割算法和一种一般的面对面相交算法然而，提出了第一种可用的单步检测系统，。计算几何领域对许多其它相交测试技术进行了规范化和分类。其中有许多技术是二维相交技术的延伸和扩展。第二类技术是基于产生称之为“扫描实体”的物体。这些物体代表了物体在给定轨迹上移动过程中所占有的体积空间。如果环境中的物体在它们各自的轨迹上行进时会发生碰撞，那么它们各自的扫描体将会发生静态干涉。因而，扫描体可用简单的静态干涉检查来对动态碰撞进行测试，这些扫描体的产生是运动学和实体模型的结合。由于实体模型具有多种表示方式，因此，多种形式的扫描体被提出。

虽然扫描体可用于许多有趣的工程问题，但在现在的计算机图形硬件条件下，单步检测方法更适合于实时计算机图形显示。并且扫描体方法也没有单步检测方法所具有的决定碰撞时间的灵活性。而且用扫描体来进行碰撞检测需要利用一个独立的步骤来产生扫描实体。和发展了单步检测方法，提出了一种空间分割技术的方法，这种空间分割技术将包含物体的空间划分为一个个子空间，将所有的测试限制在两个物体的重叠局部区域来进行。并且在重登区域内的所有的子空间都按照它们的最小、最大值来排序。然而在空间分割技术中，子空间的个数将影响到检侧结果的正确性和算法的效率。

Hahn采用层次包围盒技术来加速多面体场景的碰撞检测。Moore则提出了两个有效的碰撞检测算法，其一是用来处理三角剖分过的物体表面。由于任一表面均可表示成一系列三角面片，因而该碰撞检测算法具有普遍性该算法的缺点是当景物为一复杂的雕塑曲面时，三角剖分可能产生大量的三角片，这会大大影响算法的效率。而另一算法则用来处理多面体环境的碰撞检测。Moore和Wilhelems根据Cyrus-Beck裁剪算法提出了一种凸多面体碰撞检测算法，即通过检测多面体顶点是否相互包含来判定它们是否发生碰撞。对于具有n个凸多面体、每个多面体有m个顶点的问题，此算法的时间复杂度为o(n2m2)；对于凹多面体则分解为多个凸多面体来处理Ganter和Isarankura提出了一种空间分割的方法，即将给定物体所占有的空间划分成一系列子空间，将碰撞测试限定在两物体的重叠子空间中进行，并且在重叠子空间里的元素都按最大、最小来排序，从而进一步减少了测试时间。Alonso，Serrano和Flaquer采用定义碰撞影响矩阵及体元的数据结构等一些优化策略来加快碰撞检测，它们的算法分四步来检测两个物体的干涉①检测碰撞影响矩阵②计算每对容器之间的干涉③计算体元之间的干涉④计算面与面之间的干涉。算法的基本思想是每一步都比它的下一步快，因而，假如在某一步发现两个物体不会碰撞，就不必进行下面的测试，从而可节省计算时间。

3碰撞干涉在超声自动检测中的应用

和数控加工、产品装配一样，超声自动检测过程中可能存在碰撞干涉，如探头和工件的碰撞、工件夹具和探头的碰撞等。在实际检测过程中如果发生了碰撞，不仅可能造成工件的报废、探头和设备的损坏，严重时还可能威胁到操作者的人身安全。因此有必要在实际检测之前对扫描路径进行校验，找出发生碰撞干涉的运动点位，重新进行路径规划，避免碰撞带来的损失。

超声检测的曲面工件一般具有复杂的外形，碰撞干涉检测时运算量很大，同时对检测的精度和效率都有较高的要求。尽管现有碰撞干涉检测的方法很多，但针对超声自动检测过程中碰撞干涉检测的性能有限，如包围盒算法计算简单，容易实现快速碰撞检测，但该方法的精确性不高；空间分解法将整个虚拟空间划分成相等体积的小单元格，然后对占据同一单元格或相邻单元格的几何对象进行相交测试，精确性高但运算复杂。

参考文献：

[1]张旭辉，马宏伟.超声无损检测技术的现状和发展趋势，机械制造，2002，40（7）：24-26

[2]罗雄彪，陈铁群.超声无损检测的发展趋势，无损检测，2005，27（3）：148-152

第8篇

我国涂附磨具现状及其在木材加工中的应用

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芬兰林产工业简况

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人造板行业年度盛会在山东菏泽成功举办

引导市场需求 提升服务水平——“超级店员”大赛推动地板市场良性发展

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面对经济“寒冬”中小企业待救不如自救

2008年上半年我国人造板进、出品数量双双减少

信息

我国首个木工机械名城落户青岛

木地板企业用诚信践行温总理的承诺

中国林产工业协会竹材专业委员会副理事长、常务理事单位系列报道之十一 根植浙江 面向全球——浙江永裕竹业开发有限公司纪实

超声检测技术在木质材料中的应用

木-橡胶功能复合材料的研究现状与发展趋势

橡胶木炭化技术的初步研究

豆渣苯酚液化树脂胶热压桦木胶合板的研究

第9篇

【关键词】管道；焊缝检测；核机器

随着“西气东输”工程的启动，被称誉为国家的重大生命线――油气长输管道在我国进入建设和发展的高峰期。高质量的焊管是保证管道安全、经济、高效可靠运行的基础和根本保障，目前螺旋埋弧焊技术广泛地应用于石油化工钢管和压力容器的制造中，但遗留在焊缝中的缺陷产生失效行为，导致管道破裂与爆炸。因此焊缝缺陷检测和跟踪系统是机械、冶金、石油化工等焊管制造中必不可少且尤为重要的环节。

传统的x射线检测技术在焊缝质量检测方法中占有重要地位，检测结果可以作为焊缝缺陷分析及其质量判断的重要依据。常用的x射线检测方式一般是由有经验的专业检测人员在实时图像或者照相底片上人工完成，工作量较大，检测结果的可靠性在很大程度上取决于检验者的主观因素[1]，而且x射线探伤法存在辐射性、人工读片的不确定性弊端，用计算机实现自动评片因缺陷特征和类别的复杂性难以达到满意的效果，不能与现代化大生产的实际完全适应。因此，近年来国内外的相关技术人员利用计算机、图像处理及模式识别等现代技术，在焊缝及其缺陷的自动识别方面进行了许多有意义的探索和研究，取得了相当多的进展[2]。文献[3]在程序的控制下，输入装置顺序扫描底片，产生与底片内容相对应的连续图像，然后经AD转换，生成8bit灰度图像，存入设定缓冲区。图象处理软件对离散图像作相关处理，分类识别，评定结果准确实时地提交给输出设备，供用户使用。用计算机评定焊接射线底片是无损探伤领域的一次技术革命。但拍摄图像的亮度差、对比度低时对缺陷误检、漏检的几率仍然大。一些学者采用神经网络等来自动辨识缺陷[4]，而可移植性差，过学习和推广性较差等原因降低实用性。

据统计，现在世界上有1/2的金属制品是靠焊接完成的，焊接在现代工业中具有非常重要的作用。焊缝跟踪是实现焊接自动化的一项关键技术，直接影响到焊接质量[5]。所以有必要寻求一种具有识别率高、容噪能力强的技术进行油气长输管道焊缝的跟踪检测。

基于核的机器学习方法，简称为核机器学习方法（Kernel Machine Learning）或核方法[6-8]，是近年在机器学习领域涌现的一类新模型与新方法的总称。其基本思想是对一些只涉及样本间内积运算的学习方法，通过改变内积定义的方式，用事先定义的核函数取代内积，从而得到与原学习方法对应的非线性版本。核机器学习方法不仅可以高效分析蕴藏在样本集内部的非线性关系，简化了欲解决的问题，并且能借助核技巧规避特征空间内的内积运算因映射函数而可能引发的维数灾难。

在核机器学习这类方法中，有用于分类与回归的高斯过程（GP）模型、支持向量机（SVM）、最小最大概率机（MPM）、核最近邻（KNN）、核贝叶斯判别（KBD ）、核最小平方误差（KMSE）判别、核Fisher判别（KFD）与核感知器（KP）等；有用于聚类的核自组织映射（KSOM）、核聚类和核Adatron方法等；有用于特征提取的核主成分分析（KPCA）、核独立成分分析（KICA）等；也有用于特征选择的核规范相关分析（KCCA）、核投影寻踪（KPP）和核匹配追踪（KMP）方法等。当然上面列举的仅是一些最典型的核机器学习方法，限于篇幅还有上百种方法不能一一列举。核机器学习方法与常规的模式识别方法（如人工神经网络）相比优势明显，若能将之应用于管道焊缝特征提取、特征选择以及缺陷预测，利用它们优良的性质和强大的功能，必将能大幅度提升检测准确度。

利用核机器学习方法进行油气管道焊缝跟踪研究，使得在检测系统中融入贝叶斯推理成为可能，因为贝叶斯推理与机器学习技术本来就密不可分。在机器学习过程中融入推理过程有诸多优势，具体对焊缝缺陷检测而言可以提升焊缝跟踪系统的智能化程度。这是因为：第一，可以将从焊缝图片资料中获得的一些图像信息作为先验知识无缝融入检测过程，进一步提升检测准确度与智能化程度；第二，在检测时可预设一组概率规则，推理遵循该规则逐步实现，从而使整个检测过程既有条理又有层次。

利用核机器学习方法进行油气管道焊缝检测，也使得在检测系统中引入多源信息融合技术成为可能，因为多源信息融合与机器学习同样密不可分。在管道检测中，焊缝的孔隙度、灰度等多个因素分别揭示了焊缝图像各个方面的特性，在进行缺陷检测时需要将各方面的信息进行综合考虑。而信息融合正是利用多方面的信息资源，采用数学方法和计算机技术对各种信息在一定准则下加以自动分析、综合和使用，获得比单一信息更精确、更完全和更可靠的解释。因此在焊缝跟踪系统中引入多源信息融合技术可以综合多种焊缝属性信息，减小方法不同所带来的不确定性，从而实现综合检测。

综上所述，核机器学习提供了一个良好的平台，以之为基础开发一套管道焊缝自动跟踪系统至少具有三点优势：第一，核机器学习方法本身的特性能保证检测系统具有很高的准确度；第二，以核机器学习为主的平台能引入贝叶斯推理，保证检测系统具有很高的智能化程度；第三，在检测中采用了多源信息融合技术，因此所开发的系统能进行综合检测。况且，核机器学习方法在人脸识别、视频分析与移动通信等领域均取得了优异的应用效果。

在国内在埋弧焊焊缝缺陷检测领域开展核机器学习理论与应用研究是一个新思路新方法，核机器学习理论及其模型有助于提高缺陷有无的识别率，在焊管缺陷的在线识别与预测这一新领域中必将具有较好的应用前景。

参考文献：

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[2] 巴晓艳，滕永平. 焊缝缺陷的计算机模式识别方法的研究[A].全国射线检测技术及加速器检测设备和应用技术交流会论文集[C]， 郑州：2001，50-54

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[5] 高向东，丁度坤，赵传敏. 机器视觉型焊缝跟踪技术[J].焊接，2006，50（2）：19-23.

[6] Xu J. et al. Kernel perceptron algorithm[R]. Beijing： Department of Automation， Tsinghua University， 2000.

[7] S. Papadimitriou and K. Terzidis. Growing kernel-based self-organized maps trained with supervised bias. Intelligent Data Analysis[J]. 2004， 8： 111-130.