超声无损检测的发展趋势

　　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。

　　超声检测技术(UT)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,UT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,UT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UT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,UT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UT在无损检测领域中的突出贡献与重要地位,所以UT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]。