發(fā)布時間：2020-08-10 20:46

【摘要】：現(xiàn)代社會生產(chǎn)水平的不斷發(fā)展,對產(chǎn)品的質(zhì)量控制提出了更高的要求。作為在產(chǎn)品設計、生產(chǎn)和使用環(huán)節(jié)都獲得了廣泛利用的無損檢測技術,超聲探測檢測精度的提升對實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的控制有很大幫助。超聲探測作為能夠?qū)ξ矬w內(nèi)部特性進行有效檢測的無損檢測手段,通過檢查接收波時延和幅度,可以得到試件內(nèi)部缺陷的位置、大小、形狀和性質(zhì)等信息。為了得到更好的檢測精度,通常采用線性調(diào)頻信號代替?zhèn)鹘y(tǒng)窄脈沖作為發(fā)射波信號。但因線性調(diào)頻信號具有較大的時寬,往往會引入直達波混疊干擾問題。本文對超聲探測中的接收信號進行了分析,研究了直達波信號對超聲探測結果的影響,并基于超聲探測的信道特點,提出了一種組合自適應濾波算法完成直達波的消除。本文的主要工作總結如下:1.基于兩個同距接收通道之間直達波成分的高度關聯(lián)性,設計了一種雙組合自適應濾波結構:每個通道的接收信號作為自身濾波器的輸入信號,同時作為另一路濾波器的參考信號;選擇兩路濾波后的誤差值作為輸出,作為相應通道消除了直達波干擾后的結果。并把上述結構推廣到了多接收通道的場景中。2.基于最小均方準則,給出了上述雙組合和多組合自適應濾波結構的性能代價函數(shù),并推導出了維納解和基于LMS算法的濾波系數(shù)迭代公式。并通過仿真,驗證了算法的可行性。3.參與了實驗室鋼軌探傷超聲實驗平臺的研制,并使用本文提出的組合自適應濾波器進行了實際場景下的直達波消除實驗,取得了較好的效果。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN713;TB559
【圖文】：

0.5MHz-25MHz[17]，正是由于其機械波特性和攜帶能量大的特點，超聲波目前廣泛應在無損檢測中。2.1.1 超聲波的分類超聲波有很多種類，可以根據(jù)波形在傳播過程中單一質(zhì)點的振動方向與波振動傳方向的關系，分為橫波、縱波、表面波、蘭姆波、扭轉(zhuǎn)波等。橫波是質(zhì)點的振動方向與傳播方向垂直的聲波，當質(zhì)點做上下振動的同時橫波波向左右擴散。橫波的產(chǎn)生是在剪切應力的作用下產(chǎn)生的[18]，剪切應力指的是質(zhì)點被附質(zhì)點的運動趨勢帶動所產(chǎn)生的力的作用[19]，因為物質(zhì)密度的關系，只有固體介質(zhì)能夠受這種粒子之間力的宏觀作用[20]，因此液體和氣體介質(zhì)無法產(chǎn)生橫波。固體介質(zhì)中的個質(zhì)點按照某個方向振動，帶動附近的質(zhì)點作相同的運動，依次傳遞下去，使得波在播的過程中所經(jīng)過的每個質(zhì)點都會在自己的平衡位置被激發(fā)做機械運動，形成了橫波斷向外的傳播。

華南理工大學碩士學位論文縱波的質(zhì)點振動方向與波的傳播方向相同，波形通過形成粒子之間的擠壓不斷向散，因此縱波在固體、液體和氣體等介質(zhì)中都能傳播，它在超聲探測中最為常見。因縱波傳播能量的作用所發(fā)生的形變是拉伸應變，在拉伸應力的作用下，每個質(zhì)點自己的平衡位置上以同樣的振幅和頻率振動，并相對延遲地作用于下個質(zhì)點，于是之間的距離以固定的頻率時而變大時而縮小，形成疏密相間的波形。在波的傳播過，介質(zhì)會形成密部和疏部。

圖 2-2 縱波示意圖表面波是一種并不會進入介質(zhì)內(nèi)部，而是沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ囊环N波形。在材料表質(zhì)點的運動軌跡是橢圓，在數(shù)學上橢圓振動可以分解為傳播方向平行的縱向振播方向垂直的橫向振動。表面波可以被看作是橫波和縱波的結合波形，因此也體中傳播。

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