李功燕[1]2004年在《材料声阻抗高精度重建关键技术的研究》文中指出为满足超声无损检测与评价工程应用的需求，本文以提高声阻抗重建的精确性和可靠性为研究目标，应用数字信号处理理论和智能信息处理理论，对声阻抗重建过程中的关键技术——增强超声脉冲回波信号的信噪比、剔除多重反射、改善缺陷或介质分界面回波信号的分辨率等进行了系统地研究。具体包括： 第一章，阐述了超声无损检测技术在现代工业中的重要地位，并对超声无损检测技术的发展现状进行了系统地总结。此外，在概括声阻抗重建对于材料或构件超声无损评价重要意义的同时，对声阻抗重建过程的关键技术进行了评述，为本论文指明了研究方向。 第二章，建立了层状介质声阻抗分布的数学模型，同时介绍了与声阻抗重建密切相关的数字信号处理理论和智能信息处理理论。 第三章，分析了各种噪声对声阻抗重建的不利影响，讨论了结构噪声的产生机理，指出了传统的结构噪声消除技术——分离谱算法的局限性，提出了一种基于神经网络模式识别理论的小波域超声消噪技术，并对此进行了实验研究。 第四章，分析了多重反射产生的机理及其对声阻抗重建的影响，然后对PRF技术在超声多重反射消除中的有效性进行了验证性研究，并利用小波变换对其进行了改进，最后通过计算机仿真和实验验证了所提方法的有效性。 第五章，对目前常用的反卷积技术进行了分析比较，指出了现有反卷积技术的不足之处，在此基础上，提出了一种基于混沌神经网络和遗传算法的反卷积新方法用以提高声阻抗重建过程中回波信号的分辨率。最后给出了算法实现时参数选取的指导原则，并通过计算机仿真和实验考察了所提方法的可靠性和优越性。 第六章，对嵌入式便携声阻抗重建系统进行了整体规划和方案设计。提出以ARM核芯片作为中心控制与人机交互单元，以DSP作为信号处理单元，并通过双口RAM高效的数据传输机制把它们进行有机的组合，体现模块化的设计思想，确保系统的高实时性和高可靠性。 第七章，对全文的工作进行了全面的总结，并对进一步的研究进行了展望，提出了一些设想。
赵斌[2]2000年在《超声检测信息处理系统的研究》文中研究指明本文通过深入分析超声波在多层介质中的传播特性及超声信号在材料中的衰减规律，建立了超声检测的“相对衰减系数”模型。 在该模型的基础上，采用面向对象的编程方法，以Visual Basic 5.0为编码工具，开发了超声检测信息处理系统——“UTIPS”软件。该软件集数据传送、存储、自动评判、图形显示、结果打印等项功能于一身，不仅实现了超声检测信号的智能化处理，而且大大提高了检测的精确度，为超声检测自动化的实现奠定了基础。
杨泽宇[3]2013年在《基于PCI总线的多通道超声检测系统设计》文中进行了进一步梳理超声无损检测技术(UT)是工业生产中应用最为广泛的检测技术之一。超声检测始于20世纪，传统的超声检测技术多用人工A扫描方式对工件进行检测，费时费力且存在人工因素影响，不能满足现代工业生产需要。本课题通过对薄壁筒体超声检测方法的研究，设计了基于PCI总线的多通道超声检测系统。该系统以计算机为依托，运用PCI总线传输数据、上位机进行数据处理，是信息处理技术与传统超声检测技术结合的一个良好应用。本文从薄壁筒体的超声检测原理出发，分析了被测工件的物理特征及存在缺陷，提出了超声缺陷特征提取方法、数据采集传输方式，并完成了简单上位机图形界面显示和控制系统软件的设计。系统采用脉冲回波法进行超声检测，采用多通道多探头对工件内部不同走向的缺陷进行检测，并可以同时对多个工件进行检测。系统分为三部分：前端处理电路负责超声探头触发并对超声回波信号进行放大、滤波、检波、峰值保持等处理；PCI采集控制卡为前端电路提供控制信号、使用AD7938采样经前端电路处理后的回波信号并与上位机通过PCI总线进行数据通信通信，数据传输通过双FIFO乒乓传输实现了采集与传输的同步进行；上位机系统软件主体采用VC++6.0编写，PCI总线驱动程序由WinDriver工具生成，完成了对超声数据进行简单处理、判断、显示、存储及系统参数设置等功能。最后进行了系统测试，对刻有人工伤的标准工件进行超声检测。实验结果表明该系统能够较好地将人工伤检出，达到了预期的性能指标。
李媛[4]2008年在《不等厚金属非金属复合构件的相控阵超声脱粘检测技术研究》文中研究表明不等厚金属非金属复合构件以其优越的性能而广泛应用于航空航天领域,在使用过程中由于粘接界面脱粘而造成的事故往往是灾难性的,因此亟需对界面粘接质量进行准确的检测,以保证产品质量和使用安全。本文针对不等厚金属非金属复合构件的特点,提出了采用相控阵超声检测方式对该构件界面进行脱粘检测的方法。根据超声相控阵声束控制理论,建立了相位延时的数学模型,分析了不等厚构件的相控阵超声脱粘检测技术的可行性和优越性。通过研究超声阵列探头声场的指向性、时间延时精度和系统独立通道数对超声检测分辨率的影响,结合检测精度的要求,确定了相控阵探头和检测系统的具体参数,并利用该参数对多层介质的相控聚焦折射声场进行了仿真研究。分别采用普通聚焦探头和相控阵探头对不等厚试块进行了脱粘检测实验,采用软件延时技术对相控阵检测实验数据按聚焦规律进行合成,得到相控阵检测方式的C扫描灰度图和二值化图,并计算了脱粘区域的位置和面积,检测结果与普通聚焦探头相比,可以看出相控阵检测技术具有较高的检测分辨率和检测能力。总之,本论文的研究对于推动我国相控阵超声检测技术的发展具有重要意义。
韩丽娜[5]2014年在《枪管超声检测技术研究与系统设计》文中进行了进一步梳理枪管是枪支的主要组成构件，其具有结构复杂的特点。枪管质量的好坏直接影响枪的使用安全性、射击精度和使用寿命。按照当前大多数枪管生产企业的现有生产工艺，枪管在生产过程中可能出现裂纹、气孔、夹渣等缺陷，因此本课题设计开发了一套枪管超声自动检测系统，来提高产品的质量。由于枪管的结构特点，在进行枪管超声缺陷检测时会产生膛线波干扰信号，对缺陷信号的准确识别产生了很大的影响。本文在传统手动超声无损检测的基础上，根据枪管的结构特点与缺陷类型，提出了使用多探头综合探伤法——利用直射检测法与超声爬波检测法，进行枪管的缺陷检测，该方法具有很好的通用性和较高的灵敏度。本文通过分析膛线波干扰信号的波形特点，比较其与缺陷信号的差异，根据回波信号的能量特征提出了能量损耗补偿算法；采用滑动平均滤波法消除了膛线波的纹波干扰信号，有效地提取出叠加在膛线波中的缺陷信号，并通过对三个通道的检测结果进行综合分析、判别，实现了对枪管缺陷类型的正确判定，验证了上述算法在枪管缺陷检测中的可行性。原理性试验结果表明所设计的系统满足了预期的性能指标要求。
鲍晓宇[6]2003年在《相控阵超声检测系统及其关键技术的研究》文中进行了进一步梳理超声相控阵技术通过对超声阵列换能器中各阵元进行相位控制，获得灵活可控的合成波束。它具有能进行动态聚焦、可进行成像检测、可检测复杂形状物体、能提高检测灵敏度、分辨力和信噪比的多项优点，近年来正成为国际无损检测界的研究热点。本文独创性地设计实现了一个16通道相控阵超声检测实验系统，并在此基础上深入研究了超声相控阵的多项关键技术。在概述了超声检测尤其是超声成像检测的发展历史和现状后，本文说明了相控阵超声检测的优越性，继而详细阐述了相控阵超声检测系统中各项关键技术的原理及其实现方法。本文详细阐述了作者所独立研制的16通道相控阵超声检测实验系统，包括数字化超声发射/接收波束形成、超声信号的低噪声程控放大、多通道高速高精度数据采集、多通道超声信号高速实时处理、基于PCI总线的高速数据传输等全部电路模块的结构及工作原理，并说明了所编写的底层软件系统的框架。本文对超声相控阵系统中各通道发射/接收的相干条件进行了详细的误差分析，阐明了本系统采用的时钟和同步方案，以及改进相控阵时钟精度的方法。对于相位延时这一关键技术，本文着重阐述了以波形激励为基础的数字波形相位延时的原理和实现，经实验达到了很高的发射延时分辨率。对于相控接收延时，本文阐述了一种将延时时钟和采样时钟分离的方案，有效地提高了接收延时分辨率。对大容量相控采样数据的及时处理是系统的难点之一。本文研究了基于DSP+FPGA的信号处理体系结构，实现了对超声信号的高速实时处理。FPGA实现的数字滤波算法起到了明显的噪声抑制效果，其速度比软件实现大大提高。本文还研究并实现了FPGA的在系统重构，将它的性能优势充分发挥出来。最后本文对所研制的相控阵超声检测系统进行了实验验证。实验表明本系统的相位控制取得了良好的效果，实测聚焦接收信号达到理想值的91％以上。
郭芳[7]2008年在《固体材料密度超声检测技术研究》文中研究表明材料的检测与评价对于控制和改进生产过程中的产品质量,保证材料、零件和产品的可靠性以及提高生产效率等都起着关键性作用。目前对于材料缺陷检测的方法是很多,由于超声波无损检测方法除具有穿透能力强、设备简单、使用条件和安全性好、检测范围广等根本性的优点外,还具有声束细、声能集中、分辨力和信噪比高等优点,并且可以得到缺陷的横截面图,有望实现对缺陷的尺寸和形状的准确分析,并结合缺陷的分布状态判定缺陷的性质,为改进制备工艺提供参考。因此本文就在研究超声检测技术的基础上,提出了一种新的缺陷检测方法——超声密度检测方法,进而对固体材料进行缺陷检测。本论文在深入研究超声波信号波动特性的基础上,通过超声信号波动方程探寻声速与密度直接的关系,进而绘制二维密度图来直观地对材料进行缺陷评价。同时通过对超声探伤系统进行了改进——用CPLD实时处理系统代替原来的超声信号采集卡,不但实现了速度快、测量精度高的优点,而且极大地提高了其测量速度,完全满足了实时性的要求。本文主要从以下几个方面的内容进行了研究和探讨:1、对超声信号波动特性进行了理论研究分析,推导了密度和波速之间的关系,为实验设计奠定理论基础。2、通过对超声检测技术实现方法的比较,确定本课题采用水浸脉冲反射方法进行超声探伤。3、鉴于对超声测速方法(传统的基于厚度测速法和与厚度无关的反射板测速法(简称TIRP法))原理的比较,确定用TIRP法进行声速的测量,并且在此基础上,设计出来了测量模型。4、为了实现系统实时性的要求,应用CPLD方法对固体材料密度超声检测系统核心部分——实时处理系统进行了设计,另外对于各个模块的功能进行了详细的说明和仿真,通过其波形图的输出,可以看出所设计系统的可行性。5、在所设计的超声检测系统的基础之上,对非金属材料——玻璃板进行了实验,结果得到了其二维密度平面图,从而证明了我们所设计系统的合理性,另外也对应用材料密度和超声信号之间的关系对材料缺陷进行检测的方法也进行了进一步的证明。6、通过使用CPLD实时处理系统对数据进行采集和处理,使得我们数据的处理速度也得到了提高,通过实验我们可知应用A/D采集卡进行数据点(80*40)的采集和处理需要10分钟左右,通过实时处理系统只需要一分钟左右,极大地提高了实时检测速度。
李士林[8]2012年在《基于超声的内腔尺寸精密测量技术》文中指出随着近年来制造技术的不断发展,对精密工件内腔体零部件的需求迅速增长,其应用在航空航天工业、钢铁工业、兵器工业、铁路运输业、机器制造业、造船工业、核工业、医疗、石油探测等领域不断扩展。精密工件内腔尺寸测量技术为精密工件内腔体零部件的制造和加工提供了有力的检测保障,因而对新技术的发展起到了重要的推动作用。在对现代无损检测技术深入研究的基础上,本论文提出了基于超声的内腔尺寸精密测量方法,开发出了一套基于超声的内腔尺寸精密测量实时显示系统。针对光电检测法、射线检测法在检测小径管外径大于等于Φ6mm的内腔尺寸时精度不够理想及一般的探头难以伸到小径管内部的诸多问题,提出了将测量内腔尺寸转换为测量小径管壁厚的超声高频反射检测方法。运用信号处理等方法提取出能表征小径管内腔尺寸的特征并进行测量。通过与厂家加工的数据对比分析可知,采用中心频率为10MHz的水浸聚焦探头,能准确检测出小径管的内腔尺寸情况。该方法兼顾小径管内腔参数的精度和计算效率,可简捷有效地得到测量数据,同时该方法工作稳定、安装简便、功耗低、穿透能力强、性能可靠,真正实现了小径管内腔尺寸的精密测量。综上所述,基于超声的内腔尺寸精密测量系统满足了客户和商家提出的各项要求和条件,并且取得了很好的实际应用效果。
乔华伟[9]2008年在《检测声学信号智能处理技术的研究》文中研究说明为满足超声无损检测与评价实际工程应用的需求,本文以提高超声无损检测的可靠性和精确性为研究目标,应用数字信号处理和智能信息处理理论,就提高超声无损检测可靠性和精确性的关键技术——增强超声脉冲回波信号的信噪比、改善缺陷或介质分界面回波信号的时域分辨率以及定量识别材料内部缺陷类型等进行了系统地研究。具体包括:第一章,阐述了无损检测技术在现代工业中的重要地位,并对超声无损检测技术的发展现状及趋势进行了系统地总结。此外,对提高超声无损检测可靠性和精确性的关键技术进行了评述,为本论文指明了研究方向。第二章,建立了超声检测信号传输的数学模型,介绍了与提高超声无损检测可靠性和精确性密切相关的数字信号和智能信息处理技术基础理论,为后续的工作奠定必要的理论基础。第三章,分析了各种噪声对超声无损检测结果的影响,讨论了结构噪声的产生机理,指出了传统的结构噪声消除技术——裂谱分析法的局限性,发展了一种基于支持向量机模式识别理论的小波域超声信号消噪技术,并对此进行了试验研究。第四章,在分析传统反卷积技术局限性的基础上,提出了一种基于小波变换和粒子群算法的反卷积新方法,以有效地提高超声无损检测回波信号的时域分辨率。给出了粒子群算法实现时参数选取的指导原则,并通过计算机仿真和试验研究考察了所提方法的可靠性和优越性。第五章,实现了一种基于复小波变换和支持向量机模式识别理论的缺陷类型识别方法,并通过试验验证了其有效性和可行性,为进一步的定量超声无损评价建立了技术基础。第六章,对本文的工作进行了全面的总结,并对进一步的研究进行了展望,提出了一些设想。
刘卉芳[10]2011年在《镁合金构件超声检测特征提取技术及缺陷定位方法研究》文中研究说明镁合金构件以其优异的性能,在航空航天、交通运输、电子信息等领域应用十分广泛。但由于在实际生产过程中造成了镁合金构件近表面及内部会出现裂纹、夹杂、气泡等缺陷,这些缺陷影响了镁合金构件的使用性能,更为严重的会引起安全事故。本文以镁合金弹头坯料工件为检测对象,研究镁合金构件超声检测特征提取技术及缺陷定位方法。本文在分析镁合金构件超声检测原理的基础上,提出先进行缺陷特征提取再根据特征信息进行缺陷定位的研究方案。首先,通过分析实际镁合金构件检测中的超声回波信号,得出影响缺陷回波信号特征准确提取的几种因素,并进行了缺陷特征提取技术研究。针对超声检测信号中多个缺陷回波,以及缺陷回波信号与下表面回波重叠的情况,提出采用样条插值法求得超声回波信号包络线,并取包络线极大值点作为缺陷特征,成功地提取了第一个缺陷回波的特征,同时也解决了超声检测盲区中的特征提取问题;针对超声检测回波信号中的异常回波,采用自适应噪声抵消的方法,有效地滤除了异常回波信号。其次,根据镁合金构件的特点,分析了声波在工件中的传播路径;以缺陷回波到达的时间为特征量,研究了镁合金构件近表面及内部缺陷的定位方法,提出以检测横截面极坐标方式确定缺陷在镁合金构件中的位置,并以图象的形式显示,实现了检测截面的缺陷定位;结合缺陷的C扫描图和各截面的缺陷定位图,可得出整个工件中缺陷的位置、大小和形状。实验结果表明,采用本文研究的超声检测特征提取技术和缺陷定位方法,能够准确有效地检测出镁合金构件近表面及内部缺陷。本文的研究成果可为镁合金构件缺陷的超声在线检测提供重要参考。
参考文献：
[1]. 材料声阻抗高精度重建关键技术的研究[D]. 李功燕. 浙江大学. 2004
[2]. 超声检测信息处理系统的研究[D]. 赵斌. 大连理工大学. 2000
[3]. 基于PCI总线的多通道超声检测系统设计[D]. 杨泽宇. 中北大学. 2013
[4]. 不等厚金属非金属复合构件的相控阵超声脱粘检测技术研究[D]. 李媛. 中北大学. 2008
[5]. 枪管超声检测技术研究与系统设计[D]. 韩丽娜. 中北大学. 2014
[6]. 相控阵超声检测系统及其关键技术的研究[D]. 鲍晓宇. 清华大学. 2003
[7]. 固体材料密度超声检测技术研究[D]. 郭芳. 中北大学. 2008
[8]. 基于超声的内腔尺寸精密测量技术[D]. 李士林. 中北大学. 2012
[9]. 检测声学信号智能处理技术的研究[D]. 乔华伟. 浙江大学. 2008
[10]. 镁合金构件超声检测特征提取技术及缺陷定位方法研究[D]. 刘卉芳. 中北大学. 2011