發(fā)布時(shí)間：2017-10-16 03:17

  本文關(guān)鍵詞：基于光聲放大的接觸式激光超聲成像關(guān)鍵技術(shù)的研究

  更多相關(guān)文章： 激光超聲 光聲放大 有限元仿真 成像檢測(cè)

【摘要】：激光超聲檢測(cè)技術(shù)作為一種新型的無(wú)損檢測(cè)技術(shù),近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外受到很大的重視,發(fā)展也越來(lái)越迅速。由于激光超聲具有頻帶寬、分辨率高、靈敏度高的特點(diǎn),其逐漸成為無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。然而,常用激光超聲信號(hào)的激發(fā)是在熱彈效應(yīng)下進(jìn)行的,光聲轉(zhuǎn)化效率低,激發(fā)出的超聲波信號(hào)強(qiáng)度不夠,不利于信號(hào)的采集檢測(cè)。因此,近些年來(lái)關(guān)于激光超聲的研究逐漸向提升激光能量轉(zhuǎn)化效率方向發(fā)展。本文在激光超聲技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用一種基于光聲放大效應(yīng)的激發(fā)裝置,在不損傷試件表面材料的前提下來(lái)提高光聲能量轉(zhuǎn)化效率。通過有限元的思想以及ANSYS有限元仿真軟件對(duì)激光超聲的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了理論研究,理論上驗(yàn)證了光聲放大裝置對(duì)轉(zhuǎn)化效率提升的效果。在理論仿真的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一套基于光聲放大效應(yīng)的收發(fā)一體式的OA檢測(cè)探頭,對(duì)試件進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。并在此探頭的基礎(chǔ)上,搭建了一套基于plc控制的三維掃查系統(tǒng)和基于LABVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),配合OA探頭對(duì)試件進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描檢測(cè)。文中對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,并利用該系統(tǒng)對(duì)不同寬度和不同深度的缺陷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,采用LABVIEW軟件編寫了缺陷成像算法,對(duì)OA探頭接收的超聲波信號(hào)進(jìn)行成像處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:OA探頭能提高激光光聲轉(zhuǎn)化效率,這種基于光聲轉(zhuǎn)換的接觸式激光超聲檢測(cè)系統(tǒng)能直觀、高效地檢測(cè)缺陷信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的成像檢測(cè)。最后,對(duì)本文的工作進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)后續(xù)的研究工作進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：激光超聲 光聲放大 有限元仿真 成像檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB302.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景和意義11-13
• 1.2 激光超聲檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 激光超聲的發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 基于光聲放大的激光超聲國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r15
• 1.3 研究?jī)?nèi)容15-17
• 第二章 OA理論研究17-38
• 2.1 激光超聲檢測(cè)技術(shù)17-20
• 2.1.1 激光超聲概述17-18
• 2.1.2 激光超聲原理18-20
• 2.2 OA檢測(cè)技術(shù)20-24
• 2.2.1 OA概述20-21
• 2.2.2 OA原理21-24
• 2.3 有限元仿真24-30
• 2.3.1 熱彈性理論24-26
• 2.3.2 熱彈耦合有限元理論26-27
• 2.3.3 仿真過程27-30
• 2.4 仿真結(jié)果分析30-35
• 2.4.1 激光超聲仿真結(jié)果分析30-32
• 2.4.2 OA放大效應(yīng)仿真結(jié)果分析32-34
• 2.4.3 缺陷檢測(cè)仿真結(jié)果分析34-35
• 2.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證35-37
• 2.6 本章小結(jié)37-38
• 第三章 OA檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)38-52
• 3.1 激發(fā)裝置38-44
• 3.1.1 激光器的選擇38-39
• 3.1.2 探頭設(shè)計(jì)39-43
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證43-44
• 3.2 三維掃查系統(tǒng)設(shè)計(jì)44-49
• 3.2.1 plc CPU模塊44-45
• 3.2.2 定位模塊45-46
• 3.2.3 步進(jìn)電機(jī)46-47
• 3.2.4 電源模塊47
• 3.2.5 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)47-48
• 3.2.6 控制面板48-49
• 3.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)49-51
• 3.3.1 信號(hào)調(diào)理電路49
• 3.3.2 信號(hào)采集49-50
• 3.3.3 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)50-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第四章 缺陷檢測(cè)及成像52-68
• 4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)52-55
• 4.2 信號(hào)分析55-63
• 4.2.1 仿真信號(hào)分析55-60
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)信號(hào)分析60-63
• 4.3 缺陷成像算法思想63-67
• 4.3.1 成像思想63-64
• 4.3.2 缺陷成像檢測(cè)64-67
• 4.4 本章小結(jié)67-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 全文總結(jié)68-69
• 5.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 致謝73-74
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74-75
• 附錄75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 曾偉;王海濤;田貴云;胡國(guó)星;汪文;;研究激光激發(fā)的聲表面波與材料近表面缺陷的振蕩效應(yīng)[J];物理學(xué)報(bào);2015年13期

2 曾偉;王海濤;田貴云;方凌;汪文;萬(wàn)敏;楊先明;;基于能量分析的激光超聲波缺陷檢測(cè)研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2014年03期

3 曾偉;楊先明;王海濤;田貴云;方凌;;激光超聲技術(shù)及其應(yīng)用[J];無(wú)損檢測(cè);2013年12期

4 杜麗婷;劉松平;;激光超聲檢測(cè)技術(shù)[J];無(wú)損探傷;2011年05期

5 陳娟;祁欣;鄭興業(yè);;超聲聚焦和TR測(cè)厚技術(shù)的研究[J];電子測(cè)量技術(shù);2009年11期

6 梁宏寶;朱安慶;趙玲;;超聲檢測(cè)技術(shù)的最新研究與應(yīng)用[J];無(wú)損檢測(cè);2008年03期

7 潘永東,錢夢(mèng)，

本文編號(hào)：1040302