本文關(guān)鍵詞：基于聲發(fā)射技術(shù)的機(jī)械工件缺陷檢測研究與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 聲發(fā)射 缺陷檢測 小波包能量譜 粉末冶金

【摘要】：近年來,隨著機(jī)械工件產(chǎn)量的日漸增多,提高產(chǎn)品質(zhì)量成為國內(nèi)許多生產(chǎn)廠商關(guān)注的問題。但國內(nèi)關(guān)于機(jī)械工件的缺陷檢測技術(shù)起步晚,發(fā)展緩慢,主要以引進(jìn)、消化國外技術(shù)為主。而傳統(tǒng)的檢測方法繁瑣、復(fù)雜,且主要依靠人工視覺或者聽覺進(jìn)行判別。因此,設(shè)計一種簡潔、可靠的檢測系統(tǒng)對于機(jī)械工件的缺陷檢測具有重要的意義。首先,本文分析了機(jī)械工件缺陷產(chǎn)生的原因以及聲發(fā)射信號的產(chǎn)生機(jī)理與分類。傳統(tǒng)的頻譜分析法具有不可局域化分析的缺點,為了克服該方法不足,引入了小波變換以及基于理想濾波器的小波分解理論。機(jī)械工件缺陷檢測系統(tǒng)的整體設(shè)計方案也是在此理論基礎(chǔ)上提出的,它可以分為系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計以及分析軟件設(shè)計兩部分。為了確保采集信號的精度,選取了具有24位采樣精度,100KHz采樣率的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。通過設(shè)置閾值,在超過該閾值時觸發(fā)硬件電路采集聲信號,經(jīng)可編程邏輯控制器的時序設(shè)計,將模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果通過USB接口傳輸至上位機(jī)。在頻譜分析的基礎(chǔ)上,研究了小波包的分解過程及算法,選取合適的小波建立了小波包能量譜特征。據(jù)此,本文利用Lab/Windows CVI編寫了機(jī)械工件缺陷檢測系統(tǒng)的上位機(jī)分析軟件。本文搭建了機(jī)械工件缺陷檢測系統(tǒng)的實驗平臺,分析了硬件采集電路的噪聲擾動。本文用頻譜分析法對有缺陷和無缺陷的工件做了頻譜比較,同時,用小波包能量譜特征分析法對比了金屬機(jī)械工件以及粉末冶金焊接件的實際檢測結(jié)果,表明該系統(tǒng)對粉末冶金焊接件有良好的檢測效果,具有重要的實際應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：聲發(fā)射 缺陷檢測 小波包能量譜 粉末冶金
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG115.28;TP311.52
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 本課題研究的背景及意義8-9
• 1.2 聲發(fā)射檢測技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r10-11
• 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容11-12
• 1.4 本論文章節(jié)安排12-13
• 第二章 機(jī)械工件缺陷檢測的理論研究與設(shè)計方案13-22
• 2.1 機(jī)械工件的主要缺陷13
• 2.2 聲發(fā)射信號的分類及缺陷檢測方法13-15
• 2.3 聲發(fā)射信號的分析與缺陷檢測15-20
• 2.3.1 傅里葉變換和短時傅里葉變換15-16
• 2.3.2 小波變換概述16-17
• 2.3.3 離散小波變換17-18
• 2.3.4 理想濾波器的小波分解18-20
• 2.4 機(jī)械工件缺陷檢測設(shè)備的總體方案與技術(shù)要求20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第三章 機(jī)械工件缺陷檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計22-39
• 3.1 傳聲器的選擇22-24
• 3.2 放大電路的設(shè)計24-26
• 3.3 濾波調(diào)理電路的設(shè)計26-27
• 3.4 采樣電路的設(shè)計27-29
• 3.4.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的選型27-28
• 3.4.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計28-29
• 3.5 通訊接口電路設(shè)計29-31
• 3.6 FPGA控制時序設(shè)計31-37
• 3.6.1 可編程邏輯器件及其開發(fā)軟件的選擇31-32
• 3.6.2 FPGA頂層模塊設(shè)計32-33
• 3.6.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊控制邏輯設(shè)計33-35
• 3.6.4 通訊模塊控制邏輯設(shè)計35-37
• 3.7 下位機(jī)信號采集電路的實現(xiàn)37-38
• 3.8 本章小結(jié)38-39
• 第四章 機(jī)械工件缺陷檢測系統(tǒng)特征提取算法與軟件設(shè)計39-52
• 4.1 機(jī)械工件缺陷檢測系統(tǒng)特征提取算法39-44
• 4.1.1 小波包分解39
• 4.1.2 小波包能量譜特征的定義與獲取39-42
• 4.1.3 小波包能量譜特征的最優(yōu)樹及閾值設(shè)定42-44
• 4.2 機(jī)械工件缺陷檢測系統(tǒng)上位機(jī)軟件設(shè)計流程44-48
• 4.2.1 上位機(jī)軟件編程環(huán)境的選擇44-45
• 4.2.2 上位機(jī)數(shù)據(jù)采集流程設(shè)計45-46
• 4.2.3 上位機(jī)USB通訊流程設(shè)計46-48
• 4.2.4 上位機(jī)數(shù)據(jù)分析操作流程設(shè)計48
• 4.3 機(jī)械工件缺陷檢測系統(tǒng)上位機(jī)軟件設(shè)計48-51
• 4.3.1 上位機(jī)USB通訊建立49
• 4.3.2 上位機(jī)機(jī)械工件聲發(fā)射信號樣本特征庫的建立49-50
• 4.3.3 上位機(jī)機(jī)械工件聲發(fā)射信號實際檢測操作50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 機(jī)械工件缺陷檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)52-58
• 5.1 實驗平臺的搭建52-53
• 5.2 信號采集電路硬件調(diào)試53
• 5.3 機(jī)械工件缺陷檢測系統(tǒng)實際測試結(jié)果53-57
• 5.3.1 金屬機(jī)械工件缺陷檢測結(jié)果54-55
• 5.3.2 粉末冶金焊接件缺陷檢測結(jié)果55-57
• 5.3.3 檢測結(jié)果總結(jié)57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 第六章 總結(jié)與展望58-60
• 6.1 全文總結(jié)58
• 6.2 展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文63-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：975353