研发阶段/n内容简介：该项目是一种蚕茧无损智能检测方法，可以在不切剖蚕茧的情况下无损检测蚕茧的干壳量，称量结果可精确到0.2克。按照国家蚕茧收购标准，配合蚕茧等级的其他辅助指标，实现蚕茧等级的科学评判。通过振动检测的手段，并结合数理统计和智能信息处理的方法来分析蚕茧振动信号建立蚕茧质量的数学模型，每次检测时分析蚕茧的振动信号并通过数学模型得出蚕茧的茧壳的重量。该项目得到湖北省自然科学基金的支持，项目编号：2001AA208B02。本产品获得一项专利，专利号：CN03128058.7。

机械手无损检测系统由关节式机械手、超声检测仪器、超声换能器和液浸槽等构件组成，采用高性能计算机实现机器人和超声检测仪器的集成控制，采用创新的软硬件接口技术保证扫查点位置坐标数据和超声检测信号的同步采集，实现高检测分辨力和检测重复性。机械手无损检测系统的特点有检测精度高、速度快，灵活性好；位置信息和超声信号同步采集，精准定位缺陷位置；全波数据采集与存储功能，可实现任意深度成像观测；多种成像方式，可实现多种物理特性观测与分析；显示直观，快速扫描显示工件内部缺陷。机械手无损检测系统主要针对复杂曲面的金属和复合材料构件的超声无损检测与评估难题，采用单（双）机械手夹持换能器或工件实现快速准确的自动化无损检测，完成人工无法实现的扫查工作。 机械手无损检测系统目前已经应用在西安航空发动机（集团）有限公司，兵器工业集团内蒙古一机集团，航天材料及工艺研究所等单位；并在2017年11月由北京理工大学申请，国家质量技术监督局颁布国家标准《无损检测 机械手超声检测方法》（GB/T34892-2017），2018年6月1日开始实施；同时机械手无损检测系统申请多项国家发明专利。

机械手无损检测系统由关节式机械手、超声检测仪器、超声换能器和液浸槽等构件组成，采用高性能计算机实现机器人和超声检测仪器的集成控制，采用创新的软硬件接口技术保证扫查点位置坐标数据和超声检测信号的同步采集，实现高检测分辨力和检测重复性。机械手无损检测系统的特点有检测精度高、速度快，灵活性好；位置信息和超声信号同步采集，精准定位缺陷位置；全波数据采集与存储功能，可实现任意深度成像观测；多种成像方式，可实现多种物理特性观测与分析；显示直观，快速扫描显示工件内部缺陷。机械手无损检测系统主要针对复杂曲面的金属和复合材料构件的超声无损检测与评估难题，采用单（双）机械手夹持换能器或工件实现快速准确的自动化无损检测，完成人工无法实现的扫查工作。 机械手无损检测系统目前已经应用在多家央企、研究所等单位；并在2017年11月由北京理工大学申请，国家质量技术监督局颁布国家标准《无损检测 机械手超声检测方法》（GB/T34892-2017），2018年6月1日开始实施。

本发明公开了一种防误码扩散的图像无损/近无损压缩方法：采用并行预测方式，将分块的图像通过两路并行得到预测结果，在每个预测环节，像素之间间隔一个像素时钟周期，使得由参数索引、预测修正、残差计算、参数更新反馈环路可使用流水线设计；在近无损压缩模式下，每个像素有足够的时间进行像素重建，在当前像素进行上下文建模前能刚好得到上一个像素对应的像素重建值；通过引入分块压缩与检纠错编码相结合的方法，防止了误码的大面积扩散，提高了

残余应力超声无损检测仪采用超声临界折射纵波的方法，可以检测构件表层内的沿着表面方向一定深度内的残余应力，利用体波方法可以检测沿构件厚度或深度方向的残余应力，适合于所有透声固体材料（包括金属、非金属或复合材料等）。目前已申请和获批30多项中国和国际发明专利，在航空航天、兵器船舶、石油管道、铁路车辆等行业得到广泛应用。

脉冲红外热波（热像）无损检测设备以闪光灯为热激励源，以红外热成像方式检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、速度快、非接触、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于大型复合材料和金属板壳结构内部缺陷检测的可视化、数字化、定量化的检测设备。主要检测对象有：航空航天复合材料结构的内部分层、脱粘、异物和撞击缺陷；蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水；各类多层胶接结构的脱胶；铝蒙皮和金属板背面的腐蚀；热障涂层的内部脱粘、厚度不均；固体发动机绝热层和包覆层脱粘；壁画空鼓，等等。该设备是自行研制的设备，具有自主知识产权。 技术指标：1. 脉冲能量：3000～6000J；2. 图像分辨率：320*240；3. 检测时间：10～20s；4. 单次检测面积：300mm*200mm以上。

调制红外热波（热像）无损检测设备以频率可调的余弦波(Look-in法)或阶跃函数方式对检测对象进行连续光热激励，以红外热像的相位信息检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、非接触、可单面检测、不必拆下总装后的部件、可在外场使用等优点。是一种适合于大型复合材料和多层胶接结构内部缺陷检测的可视化检测设备。与脉冲热像法相比检测设备简单、检测深度更深，但检测时间较长。主要检测对象有：航空航天复合材料结构的内部分层、脱粘；蜂窝结构和夹层结构的内部分层、脱粘、积水；各类多层胶接结构的脱粘；固体发动机绝热层和包覆层脱粘；壁画空鼓，等等。该设备是自行研制的设备，具有自主知识产权。 技术指标：1. 加热功率：1000～4000W；2. 图像分辨率：320*240；3. 检测时间：20-300s；单次检测面积：300mm*200mm以上。

成果描述：小径厚壁无缝钢管的超声波探伤技术是当今世界难点之一，在超声波探伤过程中由于周围环境的影响，干扰信号的屏蔽也是难点之一，本系统在这两个世界级难点都给出了可行的解决方案与工艺标准。 本系统采用多通道双探头，可一次性实现钢管的周向、纵向的缺陷检测。工作模式采用探头固定静止，钢管在水箱中螺旋前进，这种方式可以实现钢管的连续自动探伤。该超声波探伤系统结构合理、灵敏度高、检测结果满足厂方要求，在钢管质量检测中发挥着重要作用。 该系统主要由四部分组成：①、机械传动部分，②、控制部分，③、超声波系统，④、软件系统。 ①、机械传动部分包括自动送料、出料机构，同步带与齿轮传动机构，摩擦轮传动机构。 ②、控制部分的核心是PLC，主要控制电机的运转包括正转、反转、点动、停止和急停，及控制声光报警、喷标系统、水泵开启与关闭。 ③、超声波探伤系统主要由超声波脉冲发射卡、数据采集卡、A/D转换卡、探头组成。 ④、软件系统主要的功能模块包括：回波采集及预处理模块、缺陷诊断模块、回波显示模块、PLC控制模块、报表生成模块等。采用VC++实现对板卡采集的回波数据进行滤波处理，并将回波数据以波形图显示在工控机的软件界面。缺陷诊断模块对回波数据经过算法计算与标准伤的阀值进行比较从而判定回波是否存在缺陷波，若发现缺陷，则启动进行声光报警及喷标程序，并将缺陷波形数据自动存储到系统数据库。报表生成模块可以管理本批次钢管缺陷记录，或是按月或其他条件生成报表。PLC控制模块主要是通过上位机与下位机的通信，实现对电机的运转、喷标报警、水泵的控制。 该超声波探伤系统主要实现厚壁无缝钢管的全自动探伤检测、智能判伤、监控、数据保存和报表输出一体化操作。市场前景分析：金属材料在高温、高压、高载荷的情况下，内部已有的缺点可能被放大，造成不可估量的经济损失，据估算，我国每年由于不合格产品的经济损失达到2000亿元。并且超声波有很高的缺陷辨识能力。因此，超声波无缝钢管超声波探伤系统的市场需求很大。与同类成果相比的优势分析：1、相比以往厂方委托其他单位检测无缝钢管，既提高了检测效率，又降低了成本。按照厂方提供的每年要送外检测15-20吨的样品的预算，只此一项可节约检测成本约30万元。 2、相比国外同类产品的每套200多万人民币的检测系统，该超声波检测系统既能满足厂方的高检测要求，又价格低廉。 国内领先。

实验内容 1、理解超声波探头的指向性，掌握超声波探测原理和定位方法； 2、测量探头的性能（延时、扩散角、K 值）； 3、利用直探头测量纵波在铝试块中的声速、波长及频率； 4、利用斜探头测量横波在铝试块中的声速、波长及频率； 5、利用可变探头观测超声波的反射、折射和波型转换； 6、测量固体弹性常数的关系（杨氏模量和泊松系数）； 7、探测较厚工件缺陷的位置。

本项目研发的红外无损检测设备通过超声波、脉冲光源、连续光源等方式对被检测物体进行热激励，以红外热成像方式检测物体的内部缺陷，具有单次检测面积大、速度快、可单面检测、无需拆卸被检测部件、可在外场使用等优点，适合于多种形状固体材料结构内部裂纹、分层或脱粘缺陷检测。其主要检测对象有：材料内部微裂纹，复合材料的分层、脱粘和撞击损伤，热障涂层和陶瓷部件上的微裂纹，管道内壁的裂纹和腐蚀坑，C/C复合材料上的裂纹，固体发动机绝热层脱粘，航天胶接结构脱粘，焊缝内部裂纹等多种材料内部缺陷。