本文關(guān)鍵詞：平面陣列ECT在隔熱材料粘接缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用研究

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【摘要】：熱防護(hù)材料對(duì)于保證飛行器和飛行人員的安全至關(guān)重要。通常熱防護(hù)材料通過(guò)粘接劑與飛行器基體連接,粘接層的缺陷或損傷會(huì)導(dǎo)致熱防護(hù)材料粘接強(qiáng)度降低,當(dāng)缺陷或損傷累積到一定程度,隔熱材料甚至?xí)䦶娘w行器上脫落,嚴(yán)重影響飛行器的安全飛行。為了對(duì)隔熱材料粘接層進(jìn)行可靠的檢測(cè)和評(píng)估,本文提出采用基于平面陣列電容層析成像(ECT)的無(wú)損檢測(cè)方法,通過(guò)理論分析和仿真分析,設(shè)計(jì)制作了平面陣列電容傳感器,搭建了一套基于平面陣列ECT的粘接層檢測(cè)系統(tǒng),對(duì)實(shí)驗(yàn)樣件進(jìn)行粘接層缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn),并對(duì)圖像重建結(jié)果進(jìn)行處理和分析,結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的平面陣列ECT系統(tǒng)能夠有效識(shí)別粘接層中的缺陷。首先,通過(guò)分析平面陣列ECT技術(shù)的檢測(cè)原理,結(jié)合隔熱材料粘結(jié)層缺陷檢測(cè)的特點(diǎn)和要求,制定平面陣列ECT粘結(jié)層檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,分析平面陣列ECT技術(shù)的正問(wèn)題和反問(wèn)題,給出了問(wèn)題的解決方法和具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程;其次,針對(duì)粘接層缺陷檢測(cè)的要求,通過(guò)理論分析和仿真分析設(shè)計(jì)制作12電極平面陣列電容傳感器,編寫基于Mathematica軟件的圖像重建程序,并采用APDL語(yǔ)言編寫傳感器仿真建模及靈敏度矩陣計(jì)算程序,獲取圖像重建關(guān)鍵的先驗(yàn)信息,結(jié)合按測(cè)量精度要求購(gòu)置的電容數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),設(shè)計(jì)搭建一套完整的平面陣列ECT粘結(jié)層檢測(cè)系統(tǒng);最后,采用本文設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)制作的實(shí)驗(yàn)樣件進(jìn)行粘接層缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn),采用圖像分割技術(shù)對(duì)重建得到的粘接層圖像進(jìn)行處理,并計(jì)算缺陷面積,通過(guò)對(duì)比重建圖像中缺陷的面積和實(shí)際缺陷的面積對(duì)系統(tǒng)的檢測(cè)效果進(jìn)行分析,結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的平面陣列ECT系統(tǒng)能夠有效識(shí)別粘接層中存在的缺陷,同時(shí)也證明了平面陣列ECT技術(shù)用于粘接層缺陷檢測(cè)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：粘接層 缺陷檢測(cè) 平面陣列ECT 圖像重建
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V259;TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 航空領(lǐng)域常用無(wú)損檢測(cè)方法11-13
• 1.3 平面陣列電容層析成像技術(shù)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 電容層析成像技術(shù)的發(fā)展13-14
• 1.3.2 平面陣列ECT技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排16-18
• 第2章 平面陣列ECT缺陷檢測(cè)方法研究18-26
• 2.1 平面陣列ECT系統(tǒng)檢測(cè)原理18-20
• 2.1.1 電容的邊緣效應(yīng)18
• 2.1.2 平面陣列ECT粘接缺陷檢測(cè)原理18-20
• 2.2 電容層析成像數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.3 電容層析成像正反問(wèn)題研究21-23
• 2.3.1 電容層析成像正問(wèn)題21
• 2.3.2 電容層析成像反問(wèn)題21-22
• 2.3.3 電容層析成像正反問(wèn)題解決方法22-23
• 2.4 圖像重建算法23-25
• 2.4.1 圖像重建準(zhǔn)則23
• 2.4.2 線性反投影算法23-24
• 2.4.3 Tikhonov正則化法24
• 2.4.4 Landweber迭代法24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 平面陣列ECT系統(tǒng)設(shè)計(jì)26-47
• 3.1 平面陣列ECT系統(tǒng)設(shè)計(jì)26-32
• 3.1.1 平面陣列ECT系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)26-27
• 3.1.2 電容測(cè)量?jī)x器選擇27-28
• 3.1.3 平面陣列電容傳感器設(shè)計(jì)28-29
• 3.1.4 數(shù)據(jù)處理及軟件設(shè)計(jì)29-32
• 3.2 平面陣列電容傳感器設(shè)計(jì)32-40
• 3.2.1 傳感器優(yōu)化設(shè)計(jì)指標(biāo)32-33
• 3.2.2 傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-37
• 3.2.3 傳感器參數(shù)優(yōu)化37-40
• 3.3 傳感器仿真計(jì)算40-46
• 3.3.1 傳感器仿真電容值計(jì)算40-42
• 3.3.2 靈敏度矩陣計(jì)算42-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析47-59
• 4.1 系統(tǒng)基本性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)47-51
• 4.1.1 不同缺陷面積電容值數(shù)據(jù)分析47-49
• 4.1.2 傳感器檢測(cè)深度測(cè)試49-51
• 4.2 缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)51-57
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)51-52
• 4.2.2 圖像重建結(jié)果分析52-54
• 4.2.3 圖像重建質(zhì)量評(píng)價(jià)54-57
• 4.3 本章小結(jié)57-59
• 結(jié)論59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要研究成果65-66
• 致謝66

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