本文關(guān)鍵詞：基于缺陷散射特性的相控陣超聲全聚焦成像方法研究

  更多相關(guān)文章： 相控陣超聲 缺陷散射特性 全聚焦成像 缺陷識別

【摘要】：相控陣超聲通過設(shè)置不同的延時法則,可合成不同波束進(jìn)行缺陷成像檢測,具有掃查范圍大,檢測精度高等特點(diǎn),是最具應(yīng)用前景的超聲無損檢測技術(shù)之一。隨著硬件技術(shù)的發(fā)展,相控陣超聲檢測系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展,但相關(guān)信號后處理技術(shù)的發(fā)展較為緩慢,使得相控陣檢測信號未獲得有效地運(yùn)用。其中主要的原因是缺乏有效的相控陣傳感器合成波束及傳播模型,對相控陣超聲與缺陷的交互作用認(rèn)識不足。針對以上問題,本文建立了相控陣超聲檢測的合成波束及其傳播模型,利用有限元仿真對比研究了不同相控陣超聲波束與典型缺陷交互作用的散射場分布規(guī)律,并分析了缺陷散射特性對相控陣超聲成像檢測的影響,以及缺陷散射特性對相控陣超聲檢測工藝制定的意義。在充分研究相控陣超聲與缺陷交互作用的基礎(chǔ)上,通過有限元仿真全陣列采集(FMC)過程,獲取相控陣超聲檢測缺陷的全矩陣數(shù)據(jù),根據(jù)全聚焦成像(TFM)原理設(shè)計了相控陣超聲全聚焦成像軟件,對兩種典型缺陷進(jìn)行了TFM成像,并分析了不同缺陷的TFM成像效果及缺陷散射特性對TFM成像的影響。以TFM成像為基礎(chǔ),從全矩陣數(shù)據(jù)中提取出缺陷的部分散射系數(shù)矩陣,對比研究了不同缺陷的部分散射系數(shù)矩陣圖,提出了基于部分散射信息的缺陷識別方法,并對比分析了部分散射系數(shù)矩陣和全散射系數(shù)矩陣的關(guān)系。最后,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了不同缺陷的相控陣超聲全聚焦成像效果。
【關(guān)鍵詞】：相控陣超聲 缺陷散射特性 全聚焦成像 缺陷識別
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG115.285
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景和意義9-11
• 1.1.1 課題的研究背景9-10
• 1.1.2 課題的研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 相控陣超聲技術(shù)發(fā)展概況11-12
• 1.2.2 相控陣超聲成像方法研究12-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 第2章 相控陣超聲成像檢測基礎(chǔ)15-23
• 2.1 超聲成像檢測15-17
• 2.1.1 超聲成像檢測原理15
• 2.1.2 超聲成像檢測方法15-17
• 2.2 相控陣超聲檢測17-20
• 2.2.1 相控陣超聲檢測原理17
• 2.2.2 相控陣超聲換能器17-19
• 2.2.3 相控陣超聲聲束的控制19-20
• 2.3 相控陣陣元的輻射聲場20-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 相控陣超聲在缺陷處的散射特性研究23-53
• 3.1 有限元仿真模型23-30
• 3.1.1 模型建立23-24
• 3.1.2 仿真參數(shù)的設(shè)置24-28
• 3.1.3 吸收邊界對仿真結(jié)果的影響28-29
• 3.1.4 缺陷的設(shè)置29-30
• 3.2 相控陣超聲與典型缺陷的交互作用30-51
• 3.2.1 缺陷全散射信息的提取30-32
• 3.2.2 相控陣超聲與圓孔缺陷的交互作用32-40
• 3.2.3 相控陣超聲與裂紋缺陷的交互作用40-51
• 3.3 缺陷散射特性對相控陣超聲成像的影響51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第4章 典型缺陷的相控陣超聲全聚焦成像53-70
• 4.1 全聚焦成像方法53-55
• 4.1.1 全矩陣數(shù)據(jù)53-54
• 4.1.2 全聚焦成像算法54-55
• 4.2 相控陣超聲全聚焦成像軟件設(shè)計55-59
• 4.2.1 成像軟件構(gòu)架56-57
• 4.2.2 軟件設(shè)計流程57-59
• 4.3 典型缺陷的相控陣超聲全聚焦成像59-68
• 4.3.1 典型缺陷的全聚焦成像59-62
• 4.3.2 基于部分散射信息的缺陷識別62-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 第5章 相控陣超聲檢測全聚焦成像實(shí)驗(yàn)研究70-73
• 5.1 相控陣超聲檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)70-71
• 5.2 相控陣超聲全聚焦成像實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證71-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 總結(jié)與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果81-82
• 致謝82-83

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李衍;;相控陣超聲對裂紋表征和定量的重要貢獻(xiàn)[J];無損探傷;2013年01期

2 肖武華;孔令昌;;相控陣檢測技術(shù)在缺陷定位、定性、定量準(zhǔn)確性的探討[J];河南科技;2013年14期

3 鐘德煌;徐貝爾;梁茂飛;;超聲波相控陣黃金純度檢測技術(shù)[J];無損檢測;2013年03期

4 蔣承君;巨西民;;海上油氣輸送管道對接環(huán)焊縫的相控陣檢測技術(shù)[J];內(nèi)蒙古石油化工;2009年21期

5 ;關(guān)于舉辦超聲波相控陣檢測技術(shù)應(yīng)用研討會及相控陣檢測實(shí)操技能培訓(xùn)班的通知[J];無損探傷;2014年02期

6 田安定;;相控陣超聲檢測技術(shù)應(yīng)用[J];無損檢測;2011年06期

7 ;關(guān)于舉辦超聲波相控陣檢測技術(shù)應(yīng)用研討會及相控陣檢測實(shí)操技能培訓(xùn)班通知[J];無損檢測;2014年01期

8 韓相勇;;長輸管線對接環(huán)焊縫自動相控陣超聲波檢測技術(shù)[J];無損檢測;2006年05期

9 張巍;;水輪機(jī)蝸殼焊縫的相控陣超聲檢測[J];無損探傷;2013年03期

10 戴競;張敏明;何巖;劉德明;;新型液晶光學(xué)相控陣的特性研究[J];光子學(xué)報;2014年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 李建文;王增勇;湯光平;;鉛合金相控陣成像檢測研究[A];第八屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

2 沈明亞;;光控相控陣方法研究[A];1995年全國微波會議論文集（下冊）[C];1995年

3 張秀梅;林偉軍;;平面相控陣的聚焦特性研究初探[A];中國聲學(xué)學(xué)會2006年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

4 董光焰;鄭永超;張文平;王治中;吳登喜;趙明福;田勇;;相控陣激光雷達(dá)技術(shù)[A];2006年全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會會議文集（C 激光技術(shù)與應(yīng)用專題）[C];2006年

5 鐘文彬;肖永寧;陳世棟;;相控陣超聲波檢測系統(tǒng)及其在工業(yè)無損檢測中的應(yīng)用[A];石油工程焊接技術(shù)交流研討會論文集[C];2005年

6 白小寶;;相控陣串列技術(shù)在電子束焊接件檢測中的應(yīng)用[A];2014陜西省第十四屆無損檢測年會暨產(chǎn)品展示會論文集[C];2014年

7 孫亞杰;袁慎芳;邱雷;王強(qiáng);;基于Lamb波和相控陣的復(fù)合材料損傷識別研究[A];2008年航空試驗(yàn)測試技術(shù)峰會論文集[C];2008年

8 師芳芳;孔超;張碧星;;超聲凹面相控陣列及其應(yīng)用[A];泛在信息社會中的聲學(xué)——中國聲學(xué)學(xué)會2010年全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

9 葉征宇;趙思思;王智勇;;應(yīng)用于激光雷達(dá)的光學(xué)相控陣技術(shù)[A];中國光學(xué)學(xué)會2011年學(xué)術(shù)大會摘要集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 薛振奎 白世武 詹華 夏欣;長輸管道全自動相控陣檢測系統(tǒng)研制[N];石油管道報;2005年

2 孫福金　李旭升　李健;相控陣超聲波檢測技術(shù)與西氣東輸[N];石油管道報;2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 鮑曉宇;相控陣超聲檢測系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];清華大學(xué);2003年

2 高瑜翔;光控相控陣列系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2006年

3 白世武;管道環(huán)焊縫焊接缺陷相控陣超聲檢測系統(tǒng)研究[D];天津大學(xué);2010年

4 王小林;激光相控陣中的優(yōu)化式自適應(yīng)光學(xué)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姜劍;相控陣結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的數(shù)據(jù)壓縮采樣與損傷識別研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

2 周祥;車輪缺陷相控陣超聲全聚焦成像技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 李運(yùn)才;相控陣超聲合成孔徑成像優(yōu)化方法研究[D];西南交通大學(xué);2015年

4 周建華;液晶相控陣波控技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

5 葉偉龍;基于AATT法相控陣超聲檢測裂紋高度定量誤差研究[D];大連理工大學(xué);2015年

6 楊鎮(zhèn)銘;基于多個液晶相控陣的激光相干合成技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

7 潘文超;基于相控陣的聲傳播規(guī)律及在缺陷定量中的應(yīng)用研究[D];南昌航空大學(xué);2015年

8 孫晴;機(jī)載分布式相控陣波束合成方法研究[D];重慶大學(xué);2015年

9 張宗健;基于缺陷散射特性的相控陣超聲全聚焦成像方法研究[D];中北大學(xué);2016年

10 黃佩;層狀多界面脫粘的相控陣超聲檢測技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2010年

，

本文編號：1051134