林佳木[1]2008年在《基于虚拟仪器的超声探伤仪器设计及信号处理》文中研究说明本论文的研究课题来源于国家自然科学基金项目:碳纤维智能层的多场耦合机理及其场域诊断(项目编号:10672128)。目前国内的超声探伤仪器主要以大规模集成芯片电路为主,不仅设计复杂、成本高,而且仪器的功能和性能受到硬件的约束,针对这些缺点,本文基于数学、力学、计算机科学等学科的相关理论,从数学上推导了由超声信号对结构内部进行反演的算法,在虚拟仪器与系统的开发理念下,在LABVIEW虚拟仪器设计平台上自主开发了一套可实现混凝土CT反演检测等功能的超声探伤仪器,设计主要包括具有同步触发功能的超声波发射、接收及声信号处理模块,实现了基于声信号走时的嵌入式反演成像系统,并且编制了CT图像的分形维数计算程序用以分析和评价检测结果。具体研究内容如下:1根据混凝土在声学上各向异性的特点及超声波换能器的工作原理,在比较了不同型号的换能器功能特性基础上,选择了适合检测目的的超声波换能器,设计了能保持协同工作的超声波发射和超声波信号接收调制模块,使得用于反演成像的声波走时数据的精度得以保证。2设计了超声信号处理模块,主要研究了FIR数字滤波器的基本理论,依据窗函数法利用LABVIEW设计了可以选择四种滤波器类型和5种函数窗的FIR滤波器,克服了由于噪声干扰导致检测中采集到的声信号首波时间不明显的缺点。3基于图像分形维数反映的是图像的不规则程度这一特征,综合应用图像处理技术和分形理论,设计了CT图像分形维数的计算程序,并通过混凝土试样的实验检测数据分析了不同的混凝土结构缺陷与其对应的超声CT图像分形维数的关系。4将CT成像算法和声发射、信号接收调制模块整合,嵌入到PC机中,使其成为具有检测分析功能完备、符合国际检测标准、准确直观、操作简便的超声智能成像仪。
郭丽[2]2003年在《基于虚拟仪器的超声探伤仪设计》文中研究指明无损检测是在不损害被探测对象使用性能的条件下探测物体内部缺陷的技术。它的应用可避免因产品质量问题而导致的大量成品的报废，又可避免因质量问题引起的重大事故等。目前常用的无损检测方法有五种：射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤和超声波探伤。其中超声波探伤是应用最广的一种，具有测量材质种类多、探伤深度大、灵敏度高、操作方便、快速、正确、经济、对人体无害等优点。 目前国内生产的超声探伤仪主要是以微处理器为核心，以大规模集成芯片为外围电路的智能化仪器。这类仪器硬件电路设计复杂，硬件成本高，设计周期长，而且仪器的功能和性能受到硬件的约束，如探伤仪难以直接判断缺陷的性质，升级需要从硬件着手等。 针对这些缺点，本论文采用虚拟仪器技术设计了一台虚拟超声波探伤仪。这种仪器是指由计算机、虚拟仪器软件、通用接口硬件组成的测试系统。它从根本上克服了传统仪器的上述缺点，利用了计算机的资源，实现了仪器的高度智能化。 论文设计分成两部分。第一部分是以单片机为核心的超声波发射接收卡的设计，其作用是驱动超声波探头工作，接收材料中的缺陷超声回波信号，将其转换为计算机可以处理的数字信号，并通过通信总线发送给计算机。另一部分是虚拟仪器软件的设计，该部分包括用户界面设计和材料缺陷信号的处理、判别与显示。 本设计充分利用了计算机的资源，使仪器的硬件电路简单、成本低廉、软件功能强大、界面友好，实现了智能化探伤仪难以实现的缺陷性质判断的图形化，并且利用计算机大存储量的能力，实现了缺陷直接在计算机存储等。 本虚拟探伤仪实现了探头前沿距离、折射角正切K这两个参数的自动标定，这是国内所有超声探伤仪没有实现的。目前国内所有超生探伤仪对这两个参数都是人工标定，使得测量结果因人因时而不同，本设计对这两个参数的自动标定使得人为测量的误差大大减小。
郑君[3]2008年在《基于嵌入式系统超声波探伤的研究》文中研究表明超声波无损探伤是无损检测领域中的一种非常重要的方法,它对于提高产品的质量和可靠性有着重要的意义。当代嵌入式技术发展迅速,极大地促进了检测仪器向结构轻巧、性能优越、价格便宜、操作简便的方向发展。于是,基于嵌入式操作系统超声波探伤仪器成为目前无损检测领域中的研究热点。在研究A型脉冲反射式超声波探伤法的基础上,本文选用基于XScale架构的PXA255高性能微处理器作为硬件系统的处理核心。在仿真实验和理论推导计算的基础上,深入分析超声波发射电路的发射特性;研究接收模块的电路设计及选型。运用开发工具eMbedded Visual C++ 4.0开发出基于Windows CE.NET系统下的超声波探伤应用程序,实现工件探伤功能。本文重点研究以下内容:其一,发射电路中电阻、激励脉冲、发射脉冲之间的影响关系;其二,超声波探伤系统缺陷定位和定量的研究;其叁,超声信号的小波处理。本文深入研究了嵌入式技术在超声波探伤系统的应用,并在研究硬件系统和软件算法的基础上,分析出数字式超声波探伤系统提高检测精度的关键因素。
鲁延峰[4]2010年在《基于LabWindows/CVI的虚拟超声检测系统研究》文中研究表明超声波检测是当前使用最广泛的无损检测技术之一,它可以在不损伤被检测对象的前提下来检测工件内部的缺陷。目前国内的超声波检测仪器普遍存在硬件电路设计复杂、制造成本高、设计周期长、检测精度和效率低、使用不灵活、升级困难等缺点。针对以上不足,本课题综合应用了超声检测技术、计算机技术、虚拟仪器技术、数字信号处理技术和电子技术等,构建了一种性价比较高的虚拟超声检测系统,增强了超声检测仪器的功能,不仅能完成超声信号的实时采集、处理和分析,还可以通过用户界面软件控制机械扫描完成超声C扫描成像和缺陷的定位、定量和定性分析功能,实现了超声检测的图像化、智能化和自动化。本虚拟超声检测系统由超声检测卡和虚拟超声检测系统软件两部分构成,具有结构简单、性价比高、功能强大等优点。超声检测卡在FPGA的控制下进行超声波的发射、接收、处理、存储,然后由应用程序通过ISA总线对回波数据进行读取、处理和显示。虚拟超声检测系统软件由超声检测卡驱动程序和虚拟超声检测应用软件构成。超声检测卡驱动程序采用WinDriver工具开发,大大降低了开发周期和难度,并且性能效率满足要求。虚拟超声检测系统应用软件在虚拟仪器开发平台LabWindows/CVI下开发,该软件平台集成了丰富的面板控件和函数库,降低了应用软件的开发难度,增强了系统用户界面的灵活性能。经过实验验证,该系统功能强大,界面友好,性能稳定,操作方便,特别是C扫描成像大大增强了缺陷的分析能力,增强了检测的精度和可靠性,提高了检测的自动化程度和效率,具有十分重要的应用价值。
薛杏[5]2012年在《LabWindows/CVI在超声探伤系统中的应用研究》文中研究说明采用超声检测的方法实现无损检测拥有非常多的工程应用实例，已经成为实现无损检测技术的主要途径之一。在实际工程应用中，缺陷的形状、大小、性质等因素都会影响被测试块的缺陷回波，而其在时域中只能提供幅度和频率方面的信息，仅仅根据这些少量信息很难对缺陷进行定性分析。而缺陷回波中隐含的特性可以在频谱中得到很好的提取，即可通过对超声缺陷信号进行频谱分析，作为判定缺陷性质的辅助工具。本文研究的内容是基于便携数字式超声波探伤仪研制项目的基础上，利用LabWindows/CVI开发平台的优势，结合虚拟仪器和超声无损检测的相关知识，研究LabWindows/CVI在超声缺陷信号频谱分析中的应用，完成了超声缺陷信号频谱分析系统中数据采集、信号处理和测试结果处理叁大模块的设计。该系统主要功能包括操作界面的显示、信号的采集、去噪、缺陷信号的频谱分析和数据存储等。并在超声信号频谱分析原理和实施方法的基础上，研究超声回波信号与缺陷之间的关系以及缺陷特征信息的提取方法，结合缺陷信号的频谱图，总结出被测试块中缺陷与其回波信号频谱之间存在对应关系，完成了对圆孔和裂纹这类单一缺陷的定性。本设计充分利用了LabWindows/CVI软件中数据采集、数据处理和结果显示等丰富的库函数，体现了虚拟仪器技术应用在超声检测领域中的优势，对缺陷定性的客观性和可靠性有一定的参考意义。
陈凡[6]2008年在《超声探伤仪性能测试虚拟仪器系统》文中进行了进一步梳理无损检测是保障国家各行业安全,提高产品质量的重要手段。超声探伤仪是目前使用最广泛的无损检测设备。为确保无损检测仪器在探伤、监测过程中的可靠性,提高其检测数据的可信度,使用前对其必须进行严格的产品性能测试。目前新的国际国内标准要求更多的检查项目,更复杂的检测方法,但测试手段未加以更新,使得测试效率较低,存在较大的主观误差。为了适应标准发展的要求,有必要提高测试效率和测试精度。本学位论文在论述传统测试方法的局限性的基础上,研究了基于虚拟仪器的测试方法。论文首先分析研究了EN、ISO、ASTM相关标准,给出了一种基于虚拟仪器的总体方案设计;其次,完成了测试方案中的硬件单元的设计与选型,对其中关键的信号发生器和采集卡的主要参数进行了阐述,针对同步触发问题,设计了一个积分电路。最后,完成了系统的软件设计,包括整体程序的设计、硬件控制程序设计、程序的通用设计方法以及超声探伤仪测试程序设计,并重点分析了垂直与水平线性、瞬时分辨力和发射脉冲等关键参数的测试方法。通过对测试标准中关键参数的测试结果作不确定分析,表明基于虚拟仪器的超声探伤仪性能测试系统能够方便、快捷、准确的完成新的测试标准的各项测试要求。
李克伟[7]2007年在《无损探伤仪检定方法研究及检定装置的研制》文中指出探伤仪是我部各机场在飞行保障中必备的设备,其性能的好坏直接关系到飞行安全和各项任务的完成。目前,各机场配备的探伤仪型号多,种类比较复杂。如何保障其性能稳定一直是困扰我们的一个难题。由于仪器的专用性,国内没有合适的对该类设备的检定维护方法。结合国防计量的特殊性,我们在研究无损检测原理的基础上着重进行了检定方法的研究和检定装置的研制与试验应用工作,通过大量的实际应用,使装置得到进一步得完善。本课题包括理论研究和硬件设计实现两部分。其中理论研究主要是针对不同的探伤仪和探头编写适用的检定方法,硬件实现部分主要包括两方面内容,一个是根据实际需要研制测试转换装置,另一个是采用PXI模块研制检定装置主体用以提供各种测试信号。测试转换装置包括电源电路、激励脉冲产生电路、激励脉冲放大电路、前置放大器电路、高频宽带放大器电路、检波及视频放大器电路、衰减器组件等的设计。检定装置主体部分主要由校准管理软件与PXI模块组成。本课题所用的校准管理软件是采用美国国家仪器公司的虚拟仪器开发软件LabWindows/CVI6.0作为系统软件开发平台。用LabWindows/CVI开发的程序简洁,工作效率高、可靠性好、界面灵活,而且容易与数据库管理系统接口,便于检测数据的处理、传输和交换。根据测试的要求所选用的PXI模块包括PXI-1044交流电源14插槽3U机箱、PXI-5152数字化仪模块、PXI-4072数字多用表模块、PXI-5422函数信号发生器模块、PXI-5660 RF信号分析仪模块、PXI-8351零槽控制器、PXI-6115多功能DAQ模块、PXI-4461双路数据采集模块、PXI-2593多路复用器/矩阵模块等。目前,本课题的硬件和软件部分都已完成,这表明本课题的研究与开发工作是成功的,将对我部所属专用探伤设备的检定提供一种更加科学有效的方法。
周军伟[8]2005年在《基于虚拟仪器的超声检测的研究》文中指出超声无损检测是在现代工业生产中应用的非常广泛的一种无损检测方法,它对于提高产品的质量和可靠性有着重要的意义。尽管随着电子技术的发展,国内出现了一些数字化的超声检测仪器,但其数据处理及扩展能力有限,缺乏足够的灵活性。而虚拟仪器是近年来刚刚发展起来的一种新的仪器构成方式,它是一种计算机技术、通讯技术和测量技术相结合的产物,具有很大的灵活性和扩展性,具有旺盛的生命力。因而本文尝试将虚拟仪器技术和超声检测技术相结合,以A型超声探伤仪为代表研制完成了一个良好的数字化的超声检测平台,为以后进一步的更深入的超声数字信号处理研究打下了良好的基础。本文首先在第二章中简单介绍了超声波、超声波换能器及A型超声探伤仪的原理,为后续的设计提供必要的理论指导,然后进行了A型超声探伤仪的硬件电路的方案设计。根据换能器的特点,详细地分析了超声激励电路的要求和主要影响因素,并运用电路仿真软件PSpice对其进行了软件仿真。针对超声探伤的特点,设计了低噪声、宽频带、动态范围大的接收调理电路。由于超声信号的频率比较高,所以设计了由CPLD(EPM7128S)控制的高速数据采集电路,并针对超声回波信号的特点,引入了一种可以提高采样频率的数据采集方法。基于凌阳公司的单片机完成了与计算机连接的串行接口及网络接口的设计。本文采用有限状态机的方法完成了CPLD的软件编程设计,提高了CPLD的可靠性。完成了微控制器接口程序的设计,简要介绍了虚拟仪器的开发软件平台LabVIEW,并完成了相关软件设计。采用平均滤波和自相关法处理超声回波数据,取得良好效果。采用样条插值的方法,很好的完成了AVG曲线的数据拟合。西安理工大学硕士学位论文通过试验测试,系统一「作良好,展现了超声检测与虚拟仪器相结合的良好发展前景。关键字:超声波探伤虚拟仪器LabVIEW CPLD自相关
蔡兰, 陈祯, 张景如[9]2005年在《基于LabVIEW软件的虚拟数字超声探伤仪设计》文中提出传统的仪器一般开发周期较长,分析测试的精度低、成本高。虚拟仪器是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板,以多种形式输出检测结果;利用软件功能实现数字信号的运算、分析和处理;利用输入/输出(I/O)接口设备完成信号的采集、测量与调试,从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。采用LabVIEW应用软件对数字式超声探伤仪面板和部分功能进行设计与构建,并实现其相关功能。
武瑛[10]2011年在《LabVIEW在超声探伤仪中的应用》文中提出超声波探伤仪在无损检测领域有着广泛的应用。本文以作者正在设计的超声波探伤仪为例,介绍了虚拟仪器的概念。进而对在虚拟仪器领域广泛应用的图形化编程语言LabVIEW做了简要介绍。提出了一种基于LabVIEW和采集卡的超声仪设计方案,通过与用传统方法设计超声波仪器比较,体现了该方法的优越性和可扩展性。
参考文献：
[1]. 基于虚拟仪器的超声探伤仪器设计及信号处理[D]. 林佳木. 武汉理工大学. 2008
[2]. 基于虚拟仪器的超声探伤仪设计[D]. 郭丽. 武汉理工大学. 2003
[3]. 基于嵌入式系统超声波探伤的研究[D]. 郑君. 北京交通大学. 2008
[4]. 基于LabWindows/CVI的虚拟超声检测系统研究[D]. 鲁延峰. 北京工商大学. 2010
[5]. LabWindows/CVI在超声探伤系统中的应用研究[D]. 薛杏. 南京邮电大学. 2012
[6]. 超声探伤仪性能测试虚拟仪器系统[D]. 陈凡. 华中科技大学. 2008
[7]. 无损探伤仪检定方法研究及检定装置的研制[D]. 李克伟. 上海交通大学. 2007
[8]. 基于虚拟仪器的超声检测的研究[D]. 周军伟. 西安理工大学. 2005
[9]. 基于LabVIEW软件的虚拟数字超声探伤仪设计[J]. 蔡兰, 陈祯, 张景如. 无损检测. 2005
[10]. LabVIEW在超声探伤仪中的应用[J]. 武瑛. 科技信息. 2011
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