缺陷檢測一直是現(xiàn)實生活生產(chǎn)中一個熱門的話題,無論是在天然氣、石油的管道檢測還是輪船、汽車的零部件都離不開缺陷檢測。目前在工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的缺陷檢測技術(shù)就是無損檢測,而在無損檢測技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的檢測方法就是超聲檢測法。它可以在不破壞被檢測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下對工件進行探測,探測被檢測物體內(nèi)是否存在雜質(zhì)、氣泡、孔洞、裂紋等缺陷,讓工作人員能更好的對產(chǎn)品的性能進行分析和改進,提高產(chǎn)品率,避免由于工件損壞而造成的經(jīng)濟損失和安全事故。目前利用超聲波檢測法對工件內(nèi)部進行缺陷檢測,可以有效的檢測出工件內(nèi)的缺陷信息。由于超聲波聲束擴散、角度增大導(dǎo)致隨著聲波傳播距離的增加其指向性變差,嚴重影響工業(yè)檢測中隊缺陷的性能判定。本文主要針對這一問題,同時考慮到不同重構(gòu)空間分辨率對缺陷重構(gòu)的影響,從超聲回波數(shù)據(jù)的特點出發(fā),在缺陷重構(gòu)中提出兩種解決方案:點云法和面云法。前者是超聲波在重構(gòu)空間分辨率較高的情況下,對缺陷重構(gòu)提出的基本解決方法,后者則是在其空間分辨率較低時,在面云法的基礎(chǔ)上進一步考慮到缺陷面反射特性所采取的重構(gòu)措施。面云法認為各個反射點來自不同入射波的反射是各向異性的,根據(jù)反射特性重構(gòu)缺陷類型。兩種方法通過對四種不同缺陷的模擬仿真,結(jié)合全矩陣捕獲(FMC)方法獲取超聲回波數(shù)據(jù),利用希爾伯特變換對回波信號進行處理和分析。通過對比三種不同超聲回波數(shù)據(jù)的后期處理算法:平面B掃法、聚焦B掃法和總聚焦法(TFM),最終選擇效果較佳的總聚焦法(TFM)對回波數(shù)據(jù)進行后期處理,最后在MATLAB中實現(xiàn)不同缺陷的點云分布。面云法還根據(jù)超聲反射定律,進一步計算回波反射角的大小和主反射方向,該方法的難點是如何尋找主反射方向并發(fā)現(xiàn)其中的反射規(guī)律。最后根據(jù)角度和主反射方向并結(jié)合有限元分析思想在MATLAB中利用插值近似函數(shù)來表達所求曲面的位置方程實現(xiàn)不同缺陷曲面的重構(gòu)。論文主要圍繞超聲波檢驗中缺陷的重構(gòu)技術(shù)展開研究,在研究分析點云法的重構(gòu)效果的基礎(chǔ)上,提出了面云法重構(gòu)方法。通過尋找缺陷的主反射面,基本上實現(xiàn)了在較粗的網(wǎng)格劃分前提下獲得較高重構(gòu)分辨率。這對于提高檢驗質(zhì)量和檢驗效率起著拋磚引玉的作用。
【學(xué)位單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB55
【部分圖文】：

3圖 1-2 脈沖反射的基本工作原理方框圖透射法射法是超聲檢測領(lǐng)域中應(yīng)用最早的一種檢測方法[15]。顧名透過被檢測物體的能量變化來進行缺陷判斷。它需要在被檢，一側(cè)作為超聲波的發(fā)射探頭另一側(cè)作為超聲波的接收探被檢測物體內(nèi)不存在缺陷，則它的回波與脈沖反射法相同則遇到缺陷的超聲波會發(fā)生衍射現(xiàn)象，即超聲波能繞過缺會接收到的聲能低于正常情況下接受到的聲能或根本接收射法而言，該方法的檢測精度較低，適用的范圍僅限于對檢件較薄的場合。超聲透射法檢測的示意圖和回波圖如圖 1-

聲強透射系數(shù)：21212(coscos)4coscos ZZZZTi (2-19)2.5 超聲波聲能衰減問題1）距離衰減問題超聲波在物體中傳播過程中，由于聲波傳播距離的增加，使聲束擴散角內(nèi)垂直單面積上的聲能出現(xiàn)衰減現(xiàn)象。應(yīng)用在實際工業(yè)檢測中，表現(xiàn)為在有一個缺陷的被檢測體中，超聲探頭在距離缺陷不同位置（距離）時，所采集到的回波信號不一樣，對同個反射體會出現(xiàn)不同回波幅值，此即距離衰減，如圖 2-3 所示。距離衰減是聲波的物特性，大部分能量在介質(zhì)中傳播都會受到材料介質(zhì)的吸收、反射、散射[1]等因素而減導(dǎo)致聲波能量耗損。超聲換能器 1 和超聲換能器 2 接收到的回波信號幅值如圖 2-4 所明顯換能器 2 的缺陷幅值要大于換能器 1 所接收到的缺席幅值，這就出現(xiàn)了對同一個陷反射點不同距離會出現(xiàn)不同的回波強度 。

聲強透射系數(shù)：21212(coscos)4coscos ZZZZTi (2-19)2.5 超聲波聲能衰減問題1）距離衰減問題超聲波在物體中傳播過程中，由于聲波傳播距離的增加，使聲束擴散角內(nèi)垂直單面積上的聲能出現(xiàn)衰減現(xiàn)象。應(yīng)用在實際工業(yè)檢測中，表現(xiàn)為在有一個缺陷的被檢測體中，超聲探頭在距離缺陷不同位置（距離）時，所采集到的回波信號不一樣，對同個反射體會出現(xiàn)不同回波幅值，此即距離衰減，如圖 2-3 所示。距離衰減是聲波的物特性，大部分能量在介質(zhì)中傳播都會受到材料介質(zhì)的吸收、反射、散射[1]等因素而減導(dǎo)致聲波能量耗損。超聲換能器 1 和超聲換能器 2 接收到的回波信號幅值如圖 2-4 所明顯換能器 2 的缺陷幅值要大于換能器 1 所接收到的缺席幅值，這就出現(xiàn)了對同一個陷反射點不同距離會出現(xiàn)不同的回波強度 。

【參考文獻】

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本文編號：2809881