本文關(guān)鍵詞：混凝土材料缺陷超聲檢測技術(shù)研究與系統(tǒng)設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：混凝土是一種非均勻的各向異性介質(zhì),超聲波在其內(nèi)部傳播路徑復雜、能量衰減比較嚴重,傳統(tǒng)混凝土缺陷檢測只對一維信號進行處理,根據(jù)回波信號聲時、主頻、幅度變化進行探傷,這種方法檢測分辨率低、可靠性差,本文在已有混凝土檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上,獨立設計開發(fā)了一套混凝土缺陷超聲探頭陣列無損檢測系統(tǒng),用來研究探頭陣列對混凝土高分辨率成像的方法。鑒于低頻超聲檢測分辨率低的缺點,本文提出一種基于探頭陣列的合成孔徑聚焦成像技術(shù)。本課題設計開發(fā)了一套4通道混凝土超聲處理系統(tǒng),完成了超聲信號的發(fā)射和回波信號前期的放大、濾波處理,在深入研究USB2.0協(xié)議的基礎(chǔ)上,設計開發(fā)了一套基于USB2.0的4通道數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng),該控制系統(tǒng)根據(jù)上位機傳輸?shù)拿羁梢栽O置各檢測通道采樣模式、采樣深度、增益大小等探傷參數(shù),能將前級處理的四路回波信號采集保存到FIFO中。應用VC++開發(fā)了一套與該檢測系統(tǒng)相匹配的上位機界面,通過USB2.0與4通道數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)進行通信,實現(xiàn)系統(tǒng)探傷參數(shù)的傳輸和采集回波信號的顯示和保存。通過探頭陣列對混凝土試塊進行掃描,應用Matlab軟件對采集的數(shù)據(jù)進行預處理,然后對處理的數(shù)據(jù)進行合成孔徑聚焦成像,成像結(jié)果基本能反映預埋方形鋼管缺陷的位置。通過對混凝土試塊缺陷的驗證實驗證明,本文提出的采用探頭陣列和合成孔徑聚焦成像算法相結(jié)合的方式對混凝土試塊進行檢測的方案是可行的,它不僅可以對混凝土是否有缺陷做出直觀判斷,而且大大提高了檢測系統(tǒng)探傷分辨率和檢測精度。
【關(guān)鍵詞】：混凝土 探頭陣列 合成孔徑聚焦成像 Matlab 探傷分辨率
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU528;TB559
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題背景、目的及研究意義9-10
• 1.2 混凝土缺陷檢測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 混凝土缺陷檢測常用方法11-13
• 1.4 論文主要內(nèi)容13-15
• 第2章 超聲波混凝土缺陷檢測的原理、缺點及改進方法15-26
• 2.1 超聲波的聲學基礎(chǔ)15-20
• 2.1.1 超聲波的種類和形式15-16
• 2.1.2 超聲波橫波、縱波傳播速度16-18
• 2.1.3 超聲波在不同界面的傳播規(guī)律18-19
• 2.1.4 超聲波混凝土缺陷檢測的原理及識別方法19-20
• 2.2 超聲波混凝土缺陷檢測的缺點和改進方法20-22
• 2.2.1 超聲波混凝土缺陷檢測的缺點20-21
• 2.2.2 超聲波混凝土缺陷檢測改進方法21-22
• 2.3 合成孔徑聚焦原理22-23
• 2.4 本系統(tǒng)檢測方案23-25
• 2.5 本章小節(jié)25-26
• 第3章 系統(tǒng)硬件電路設計26-45
• 3.1 系統(tǒng)總體檢測方案26-27
• 3.2 超聲信號處理模塊27-34
• 3.2.1 超聲波發(fā)射電路27-29
• 3.2.2 超聲波接收電路29-34
• 3.3 超聲信號采集模塊34-42
• 3.3.1 高速A/D采集電路35-37
• 3.3.2 FIR低通數(shù)字濾波器37-39
• 3.3.3 大數(shù)據(jù)緩存（FIFO）電路39-40
• 3.3.4 增益電壓產(chǎn)生電路40-42
• 3.4 FPGA核心控制模塊42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第4章 系統(tǒng)軟件界面設計與實現(xiàn)45-52
• 4.1 軟件總體設計45-46
• 4.2 USB2.0 協(xié)議開發(fā)46-50
• 4.2.1 CY7C68013A芯片介紹46-48
• 4.2.2 USB2.0 數(shù)據(jù)傳輸類型48
• 4.2.3 USB2.0 固件設計48-50
• 4.3 上位機軟件設計50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 合成孔徑聚焦成像算法信號處理52-61
• 5.1 混凝土試塊聲時測量52-54
• 5.2 回波信號預處理54-59
• 5.2.1 去除信號直流偏置54-55
• 5.2.2 均值濾波55
• 5.2.3 信號幅度歸一化55-56
• 5.2.4 合成孔徑聚焦56-57
• 5.2.5 去除表面直達波57-59
• 5.3 合成孔徑聚焦成像59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 第6章 總結(jié)和展望61-63
• 參考文獻63-66
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果66-67
• 致謝67-68

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：混凝土材料缺陷超聲檢測技術(shù)研究與系統(tǒng)設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：324751