激光超聲缺陷信號的時頻分析方法研究
發(fā)布時間:2021-08-03 15:15
激光超聲由于其良好的指向性、相干性,在缺陷檢測技術(shù)領(lǐng)域被廣泛應用。本文重點對激光超聲缺陷信號進行時頻分析研究,提取特征量,實現(xiàn)對缺陷深度的定量表征。采用EMD對激光超聲信號去噪時,發(fā)現(xiàn)在處理反射波信號時出現(xiàn)了嚴重的模態(tài)混疊現(xiàn)象,導致去噪后的信號出現(xiàn)失真現(xiàn)象,分析導致模態(tài)混疊現(xiàn)象的原因,并通過查閱文獻,結(jié)合激光超聲信號的特點針對EMD去噪進行了改進,將其與小波包去噪相結(jié)合,改進后的EMD去噪過程較好的保留了原始信號的特征與細節(jié),克服了模態(tài)混疊現(xiàn)象帶來的失真情況。然后對去噪后的信號進行了時頻分析處理:(1)采用傅里葉變換對透射波信號進行處理,選取頻域中的峰值進行繪圖,得到隨著缺陷深度的增加,選取區(qū)域的峰值呈現(xiàn)近似線性減小,并與仿真數(shù)據(jù)的變化結(jié)果一致,通過擬合得到關(guān)于上述區(qū)域的表達式,并通過對未知信號的識別,表明此方法具有可行性。(2)采用小波包對反射回波以及透射波信號進行頻帶能量分析,選擇DB8小波基對激光超聲缺陷信號進行8層小波分解,得到頻帶能量分布與缺陷深度之間的關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上,提出了小波包能量變化率指標,當缺陷深度在0.6mm以下,反射波在S80、S81頻帶上的小波包能量變化率隨...
【文章來源】:中北大學山西省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
實驗平臺以及每一部分的器件選型構(gòu)建激光超聲無
面?zhèn)鞑サ倪^程中,會遇到缺陷而使一部分聲波反射回來,這種情況下產(chǎn)生的信號為反射波信號,與缺陷相互作用后形成的信號為反射回波信號,圖 2.3 即為實驗過程的側(cè)面示意圖,圖 2.4 即為所接收到的反射波信號,橢圓中的信號即為反射回波信號。超聲傳感器 A線光源 S缺陷頂端B點wd圖 2.3 實驗過程側(cè)面示意圖 圖 2.4 反射波信號圖(d=0.7mm)激光源 S 與探頭 A 的位置分別在缺陷 B 的兩側(cè)時,激光激勵產(chǎn)生的瑞利波在物體近表面?zhèn)鞑サ倪^程中,會透過缺陷傳到缺陷的另一端,探頭在這一側(cè)接收到的信號為透
透射波信號圖(d=0.7mm)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于小波包能量變化率的激光超聲處理[J]. 宋潮,鄭賓,郭華玲,劉輝,侯靜. 中國測試. 2017(11)
[2]先進超聲檢測技術(shù)的研究應用進展[J]. 周正干,孫廣開. 機械工程學報. 2017(22)
[3]激光超聲的小波包能量分析[J]. 宋潮,鄭賓,郭華玲,劉輝,侯靜. 光電工程. 2017(06)
[4]激光激發(fā)表面波與亞表面缺陷作用的理論研究[J]. 金磊,王威,潘永東. 固體力學學報. 2017(02)
[5]SiCp/Al復合材料增強體分布均勻性超聲成像方法[J]. 孫廣開,周正干. 北京航空航天大學學報. 2017(03)
[6]激光超聲技術(shù)在先進復合材料無損檢測中的應用研究[J]. 孫廣開,周正干,陳曦. 失效分析與預防. 2016(05)
[7]基于Hilbert變換的激光超聲波成像技術(shù)在缺陷檢測中的應用[J]. 曾偉,王海濤,田貴云,方凌,汪文. 中國激光. 2014(05)
[8]爆破振動信號的提升小波包分解及能量分布特征[J]. 路亮,龍源,謝全民,李興華,紀沖,趙長嘯. 爆炸與沖擊. 2013(02)
[9]爆破震動與巖石破裂微震信號能量分布特征研究[J]. 朱權(quán)潔,姜福興,于正興,尹永明,呂壘. 巖石力學與工程學報. 2012(04)
[10]經(jīng)驗模態(tài)分解中的模態(tài)混疊問題[J]. 胡愛軍,孫敬敬,向玲. 振動.測試與診斷. 2011(04)
博士論文
[1]復合材料機體成本計算方法及其在飛機綜合設(shè)計中的應用[D]. 尹海蓮.南京航空航天大學 2014
[2]復合材料構(gòu)件的超聲無損檢測關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王洪博.北京理工大學 2014
[3]EMD算法研究及其在信號去噪中的應用[D]. 王婷.哈爾濱工程大學 2010
[4]金屬材料表面缺陷及殘余應力的激光超聲無損檢測研究[D]. 石一飛.南京理工大學 2009
[5]激光熱彈超聲體力源和對應波形的數(shù)值研究[D]. 王紀俊.南京理工大學 2008
[6]激光聲表面波用于金屬表面缺陷無損檢測的研究[D]. 嚴剛.南京理工大學 2007
[7]激光聲表面波及其探測表面缺陷的機理研究[D]. 關(guān)建飛.南京理工大學 2006
[8]金屬管狀材料中脈沖激光熱彈激發(fā)超聲的有限元數(shù)值模擬研究[D]. 何躍娟.南京理工大學 2006
碩士論文
[1]基于小波理論的靶場聲信號分析方法研究[D]. 孫萍萍.西安工業(yè)大學 2017
[2]基于小波包分析的激光超聲缺陷信號處理方法研究[D]. 侯靜.中北大學 2017
[3]基于改進的Wigner-Ville時頻分析的城軌列車車輪不圓檢測方法研究[D]. 王曉龍.南京理工大學 2017
[4]橋梁下部結(jié)構(gòu)病害分析及檢測加固措施研究[D]. 吳進軍.長安大學 2016
[5]基于激光超聲技術(shù)的層合結(jié)構(gòu)無損檢測方法研究[D]. 朱倩.南京航空航天大學 2016
[6]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[D]. 胡國星.南京航空航天大學 2016
[7]魏格納分布的對數(shù)不確定性關(guān)系[D]. 曹玉靜.北京理工大學 2015
[8]混凝土內(nèi)部異常超聲陣列成像算法研究[D]. 王禹.南昌航空大學 2015
[9]激光超聲缺陷信號識別技術(shù)研究[D]. 蘇純.中北大學 2015
[10]基于時頻分析的雷達輻射源信號識別技術(shù)研究[D]. 白航.解放軍信息工程大學 2012
本文編號:3319850
【文章來源】:中北大學山西省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
實驗平臺以及每一部分的器件選型構(gòu)建激光超聲無
面?zhèn)鞑サ倪^程中,會遇到缺陷而使一部分聲波反射回來,這種情況下產(chǎn)生的信號為反射波信號,與缺陷相互作用后形成的信號為反射回波信號,圖 2.3 即為實驗過程的側(cè)面示意圖,圖 2.4 即為所接收到的反射波信號,橢圓中的信號即為反射回波信號。超聲傳感器 A線光源 S缺陷頂端B點wd圖 2.3 實驗過程側(cè)面示意圖 圖 2.4 反射波信號圖(d=0.7mm)激光源 S 與探頭 A 的位置分別在缺陷 B 的兩側(cè)時,激光激勵產(chǎn)生的瑞利波在物體近表面?zhèn)鞑サ倪^程中,會透過缺陷傳到缺陷的另一端,探頭在這一側(cè)接收到的信號為透
透射波信號圖(d=0.7mm)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于小波包能量變化率的激光超聲處理[J]. 宋潮,鄭賓,郭華玲,劉輝,侯靜. 中國測試. 2017(11)
[2]先進超聲檢測技術(shù)的研究應用進展[J]. 周正干,孫廣開. 機械工程學報. 2017(22)
[3]激光超聲的小波包能量分析[J]. 宋潮,鄭賓,郭華玲,劉輝,侯靜. 光電工程. 2017(06)
[4]激光激發(fā)表面波與亞表面缺陷作用的理論研究[J]. 金磊,王威,潘永東. 固體力學學報. 2017(02)
[5]SiCp/Al復合材料增強體分布均勻性超聲成像方法[J]. 孫廣開,周正干. 北京航空航天大學學報. 2017(03)
[6]激光超聲技術(shù)在先進復合材料無損檢測中的應用研究[J]. 孫廣開,周正干,陳曦. 失效分析與預防. 2016(05)
[7]基于Hilbert變換的激光超聲波成像技術(shù)在缺陷檢測中的應用[J]. 曾偉,王海濤,田貴云,方凌,汪文. 中國激光. 2014(05)
[8]爆破振動信號的提升小波包分解及能量分布特征[J]. 路亮,龍源,謝全民,李興華,紀沖,趙長嘯. 爆炸與沖擊. 2013(02)
[9]爆破震動與巖石破裂微震信號能量分布特征研究[J]. 朱權(quán)潔,姜福興,于正興,尹永明,呂壘. 巖石力學與工程學報. 2012(04)
[10]經(jīng)驗模態(tài)分解中的模態(tài)混疊問題[J]. 胡愛軍,孫敬敬,向玲. 振動.測試與診斷. 2011(04)
博士論文
[1]復合材料機體成本計算方法及其在飛機綜合設(shè)計中的應用[D]. 尹海蓮.南京航空航天大學 2014
[2]復合材料構(gòu)件的超聲無損檢測關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王洪博.北京理工大學 2014
[3]EMD算法研究及其在信號去噪中的應用[D]. 王婷.哈爾濱工程大學 2010
[4]金屬材料表面缺陷及殘余應力的激光超聲無損檢測研究[D]. 石一飛.南京理工大學 2009
[5]激光熱彈超聲體力源和對應波形的數(shù)值研究[D]. 王紀俊.南京理工大學 2008
[6]激光聲表面波用于金屬表面缺陷無損檢測的研究[D]. 嚴剛.南京理工大學 2007
[7]激光聲表面波及其探測表面缺陷的機理研究[D]. 關(guān)建飛.南京理工大學 2006
[8]金屬管狀材料中脈沖激光熱彈激發(fā)超聲的有限元數(shù)值模擬研究[D]. 何躍娟.南京理工大學 2006
碩士論文
[1]基于小波理論的靶場聲信號分析方法研究[D]. 孫萍萍.西安工業(yè)大學 2017
[2]基于小波包分析的激光超聲缺陷信號處理方法研究[D]. 侯靜.中北大學 2017
[3]基于改進的Wigner-Ville時頻分析的城軌列車車輪不圓檢測方法研究[D]. 王曉龍.南京理工大學 2017
[4]橋梁下部結(jié)構(gòu)病害分析及檢測加固措施研究[D]. 吳進軍.長安大學 2016
[5]基于激光超聲技術(shù)的層合結(jié)構(gòu)無損檢測方法研究[D]. 朱倩.南京航空航天大學 2016
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[7]魏格納分布的對數(shù)不確定性關(guān)系[D]. 曹玉靜.北京理工大學 2015
[8]混凝土內(nèi)部異常超聲陣列成像算法研究[D]. 王禹.南昌航空大學 2015
[9]激光超聲缺陷信號識別技術(shù)研究[D]. 蘇純.中北大學 2015
[10]基于時頻分析的雷達輻射源信號識別技術(shù)研究[D]. 白航.解放軍信息工程大學 2012
本文編號:3319850
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