保障工業(yè)生產(chǎn)的安全性是現(xiàn)代工業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的基礎(chǔ),超聲無(wú)損探傷作為應(yīng)用最為廣泛的一項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù),在工業(yè)安全領(lǐng)域扮演著重要角色。超聲成像方法是影響超聲探傷系統(tǒng)對(duì)缺陷檢測(cè)效果的一個(gè)重要因素,本論文針對(duì)應(yīng)用于相控陣探傷系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)后處理成像方法進(jìn)行研究,對(duì)算法進(jìn)行建模與仿真,分析算法的成像效果并在16×64超聲探傷系統(tǒng)上對(duì)算法成像效果進(jìn)行測(cè)試。本論文的主要工作包括以下幾個(gè)方面:首先,對(duì)超聲探傷的基礎(chǔ)理論進(jìn)行研究,包括超聲波的聲場(chǎng)理論、超聲探傷系統(tǒng)對(duì)缺陷進(jìn)行檢測(cè)與定位的原理;探討了影響超聲探傷系統(tǒng)對(duì)缺陷檢測(cè)效果的橫向分辨率以及縱向分辨率;同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)的超聲成像算法與基于數(shù)據(jù)后處理技術(shù)的成像算法的原理進(jìn)行研究,對(duì)比并分析了基于數(shù)據(jù)后處理技術(shù)的成像算法與傳統(tǒng)算法的區(qū)別以及優(yōu)缺點(diǎn)。其次,依據(jù)數(shù)據(jù)后處理成像算法的原理,對(duì)合成孔徑、多陣元合成孔徑、全矩陣-全聚焦、多陣元全聚焦、合成發(fā)射孔徑等五種采用數(shù)據(jù)后處理成像技術(shù)的算法進(jìn)行建模,并采用基于MATLAB的Field II聲場(chǎng)仿真工具包采集仿真原始數(shù)據(jù)并依據(jù)算法模型對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,獲得了以上五種算法的仿真成像結(jié)果。對(duì)以上五種算法的合成波束進(jìn)行仿真,結(jié)合仿... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

聲波的頻率分布圖

[42]；散射波和折射波的應(yīng)用則比較少見(jiàn)。當(dāng)待測(cè)工件中存在缺陷時(shí)產(chǎn)生反射回波的示意圖如圖2-4所示：圖2-4 工件中存在缺陷時(shí)的反射回波一個(gè)典型的利用反射波進(jìn)行缺陷檢測(cè)與定位的超聲探傷系統(tǒng)的簡(jiǎn)易框圖如圖2-5所示。在進(jìn)行缺陷檢測(cè)時(shí)，首先由數(shù)字控制系統(tǒng)控制高壓脈沖發(fā)射電路激發(fā)超聲換能器壓電陣元產(chǎn)生發(fā)射聲波；發(fā)射的超聲聲波在工件中以聲速C進(jìn)行傳播，經(jīng)過(guò)聲程1l后遇到缺陷P，產(chǎn)生反向傳播的超聲回波脈沖；反射回波再次經(jīng)過(guò)聲程 后被超聲探頭所接收到�；夭ㄐ盘�(hào)經(jīng)由探頭轉(zhuǎn)換成微弱電壓信號(hào)并經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理接收電路調(diào)節(jié)成適合與ADC進(jìn)行采樣的模擬信號(hào)。由ADC采樣電路對(duì)處理后的回波電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將所得數(shù)字信號(hào)交由數(shù)字控制系統(tǒng)處理。設(shè)數(shù)字控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，并確定接收到缺陷回波的時(shí)間為T(mén)，則可計(jì)算出缺陷P距離探頭的相對(duì)位置為 =T/2C;即系統(tǒng)可通過(guò)接收到反射回波的時(shí)刻T以及聲波在工件中的聲速，確定在工件中在距離探頭深度為 的位置處有一個(gè)缺陷

示意圖如圖2-4所示：圖2-4 工件中存在缺陷時(shí)的反射回波一個(gè)典型的利用反射波進(jìn)行缺陷檢測(cè)與定位的超聲探傷系統(tǒng)的簡(jiǎn)易框圖如圖2-5所示。在進(jìn)行缺陷檢測(cè)時(shí)，首先由數(shù)字控制系統(tǒng)控制高壓脈沖發(fā)射電路激發(fā)超聲換能器壓電陣元產(chǎn)生發(fā)射聲波；發(fā)射的超聲聲波在工件中以聲速C進(jìn)行傳播，經(jīng)過(guò)聲程1l后遇到缺陷P，產(chǎn)生反向傳播的超聲回波脈沖；反射回波再次經(jīng)過(guò)聲程 后被超聲探頭所接收到�；夭ㄐ盘�(hào)經(jīng)由探頭轉(zhuǎn)換成微弱電壓信號(hào)并經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理接收電路調(diào)節(jié)成適合與ADC進(jìn)行采樣的模擬信號(hào)。由ADC采樣電路對(duì)處理后的回波電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將所得數(shù)字信號(hào)交由數(shù)字控制系統(tǒng)處理。設(shè)數(shù)字控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，并確定接收到缺陷回波的時(shí)間為T(mén)，則可計(jì)算出缺陷P距離探頭的相對(duì)位置為 =T/2C;即系統(tǒng)可通過(guò)接收到反射回波的時(shí)刻T以及聲波在工件中的聲速，確定在工件中在距離探頭深度為 的位置處有一個(gè)缺陷

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超聲相控陣技術(shù)的發(fā)展及其在核工程無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 張侃,楊力,王學(xué)權(quán),許貴平,孫大朋,羅建東,張旻.  無(wú)損檢測(cè). 2017(05)
[2]寬帶高靈敏度柔性相控陣探頭的發(fā)展與應(yīng)用[J]. �？〗�,魏強(qiáng),小倉(cāng)幸夫,盧超,陳果.  無(wú)損檢測(cè). 2016(06)
[3]基于相控陣全矩陣采集的全聚焦技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 楊貴德,方俊釵,詹紅慶,陳建華,林丹源.  無(wú)損探傷. 2016(02)
[4]使用Field-Ⅱ進(jìn)行超聲波束形成的設(shè)計(jì)仿真[J]. 周桂榮,李德來(lái).  中國(guó)醫(yī)療器械信息. 2015(06)
[5]相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)中的全聚焦成像算法及其校準(zhǔn)研究[J]. 周正干,彭地,李洋,胡宏偉.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(10)
[6]超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 靳世久,楊曉霞,陳世利,黃玉秋,郭薇.  電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2014(09)
[7]相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用概況[J]. 潘亮,董世運(yùn),徐濱士,劉彬.  無(wú)損檢測(cè). 2013(05)
[8]超聲相控陣無(wú)損檢測(cè)自動(dòng)成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 婁久,李秀坤,王春雨.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2012(04)
[9]列車車輪缺陷的超聲波相控陣分析[J]. 陳昌華,湯志貴,陳能進(jìn),鄒強(qiáng),錢(qián)健清.  物理測(cè)試. 2012(01)
[10]基于波束仿真的合成孔徑聚焦成像研究[J]. 王海濤,史振,蔣俊,梁斌,甄理,賈曉媛,殷少華.  無(wú)損檢測(cè). 2011(01)

博士論文
[1]超聲相控陣超分辨率成像方法研究[D]. 樊程廣.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]超聲相控陣成像關(guān)鍵算法研究[D]. 趙大丹.南京航空航天大學(xué) 2015
[2]超聲相控陣動(dòng)態(tài)聚焦技術(shù)研究[D]. 陳彥宏.西南交通大學(xué) 2014
[3]超聲成像中波束形成算法研究[D]. 許琴.重慶大學(xué) 2012
[4]基于MATLAB的超聲波聲場(chǎng)模擬及可視化研究[D]. 蒙海英.大連理工大學(xué) 2008



本文編號(hào)：2897540