發(fā)布時間：2017-08-28 17:05

  本文關(guān)鍵詞：基于電磁超聲金屬板測厚系統(tǒng)接收及處理技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 電磁超聲 鋁板 小波變換 移動平均 精確度 測量誤差范圍

【摘要】：金屬板材廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、航空航天及石油化工等領(lǐng)域,其對金屬板材厚度進(jìn)行精確的測量是提高我國金屬板材產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證。在工程應(yīng)用中,超聲波對金屬板厚度檢測是常用手段之一。傳統(tǒng)的壓電超聲檢測由于其檢測靈敏度高、信噪比高等優(yōu)勢在工廠檢測中廣泛應(yīng)用,但是其在檢測過程中需要涂抹耦合劑,不能承受較高溫度的外界環(huán)境也存在著檢測的局限性。電磁超聲檢測具有非接觸、無需涂抹耦合劑、耐高溫高壓等特點(diǎn),對傳統(tǒng)壓電超聲檢測是一個很好的補(bǔ)充。本文對電磁超聲換能器機(jī)理及其測厚原理進(jìn)行了深入研究,推導(dǎo)了電磁超聲換能器在測厚應(yīng)用中的數(shù)學(xué)公式。根據(jù)電磁超聲換能器工作在測厚狀態(tài)下的激發(fā)原理及測厚信號回波的點(diǎn)特,制作了電磁超聲回波接收部分的電路,并使用Multisim仿真軟件對接收電路的每個部分進(jìn)行了仿真。在實(shí)驗方面,利用搭建的電磁超聲測厚平臺對實(shí)驗鋁板進(jìn)行了實(shí)際的測量,通過對不同厚度的鋁板進(jìn)行多組重復(fù)性數(shù)據(jù)采集實(shí)驗,并以讀取相鄰回波峰值點(diǎn)對應(yīng)時差的方式計算它們的厚度值。在數(shù)據(jù)處理過程中,根據(jù)電磁超聲信號的特點(diǎn),用多種適用于該信號類別的數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并作出了比較。最終確定了移動平均法與小波變換法的應(yīng)用。實(shí)驗中,對不同厚度鋁板進(jìn)行了超聲波聲速的校準(zhǔn)。在小波變換處理信號過程中,通過對“各族”小波基的第1層分解的系數(shù)序列極差來選擇適用于該信號的最佳小波基。在選擇最優(yōu)小波基的基礎(chǔ)上,探究了不同分解尺度對測厚值誤差范圍的影響。經(jīng)過移動平均法處理過的數(shù)據(jù)可一定程度上減小波動范圍,但是每個數(shù)據(jù)都會對包含該數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)組的平均值有影響。移動平均數(shù)據(jù)組中的數(shù)據(jù)越多,其測量精確度越高,但是實(shí)時響應(yīng)就會越差。在不同厚度鋁板板上進(jìn)行實(shí)驗研究,實(shí)驗得出:原始信號數(shù)據(jù)經(jīng)過移動平均法處理后,雖然精度提高,但是處理過的數(shù)據(jù)值與真實(shí)值比較數(shù)據(jù)整體偏小;原始信號數(shù)據(jù)經(jīng)過小波變換處理后,精度提高,誤差波動的范圍減小,小波基函數(shù)與分解尺度的正確選擇可有效提高電磁超聲測厚的精確度。
【關(guān)鍵詞】：電磁超聲 鋁板 小波變換 移動平均 精確度 測量誤差范圍
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH871
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題的背景及研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 電磁超聲測厚技術(shù)的國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 電磁超聲測厚技術(shù)的國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 電磁超聲的特點(diǎn)及應(yīng)用13-15
• 1.4 論文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排15-17
• 1.4.1 論文的主要內(nèi)容15
• 1.4.2 論文的章節(jié)安排15-17
• 第2章 電磁超聲檢測原理及換能器結(jié)構(gòu)17-27
• 2.1 電磁超聲檢測理論17-19
• 2.1.1 EMAT的工作原理17-18
• 2.1.2 EMAT的邊界條件18-19
• 2.2 電磁超聲換能器結(jié)構(gòu)19-22
• 2.2.1 偏置磁場20-21
• 2.2.2 激勵線圈結(jié)構(gòu)21-22
• 2.3 電磁超聲測厚基本原理22-25
• 2.3.1 電磁超聲橫波測厚機(jī)理22-23
• 2.3.2 橫波EMAT數(shù)學(xué)控制方程23
• 2.3.3 電磁超聲縱波測厚機(jī)理23-24
• 2.3.4 縱波EMAT數(shù)學(xué)控制方程24-25
• 2.4 超聲波在固體中的傳播速度25
• 2.5 電磁超聲厚度檢測原理25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 第3章 電磁超聲測厚系統(tǒng)回波接收部分硬件電路設(shè)計及仿真27-42
• 3.1 電磁超聲測厚系統(tǒng)結(jié)構(gòu)27
• 3.2 電磁超聲測厚系統(tǒng)回波接收部分27-39
• 3.2.1 鉗位電路28-29
• 3.2.2 前置放大電路29-30
• 3.2.3 濾波電路30-32
• 3.2.4 可變增益放大電路32-39
• 3.3 硬件電路PCB板與實(shí)物圖39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 回波信號數(shù)據(jù)處理方法分析42-54
• 4.1 平均法理論42-43
• 4.1.1 平均算法42-43
• 4.1.2 移動平均法43
• 4.2 小波變換法43-48
• 4.2.1 小波分析理論43-45
• 4.2.2 小波系數(shù)的估計45-46
• 4.2.3 閾值的選取46-47
• 4.2.4 小波系數(shù)模型的改變47-48
• 4.3 EMD分析時頻理論48-50
• 4.3.1 經(jīng)驗?zāi)B(tài)（EMD）分解方法49
• 4.3.2 希爾伯特變換49-50
• 4.4 算法比較50-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第5章 實(shí)驗與結(jié)果分析54-68
• 5.1 實(shí)驗平臺54-56
• 5.1.1 電磁超聲測厚系統(tǒng)54-55
• 5.1.2 電磁超聲測厚換能器55-56
• 5.2 實(shí)驗與結(jié)果分析56-67
• 5.2.1 數(shù)據(jù)處理方法56-57
• 5.2.2 實(shí)驗參數(shù)57-58
• 5.2.3 移動平均法處理58
• 5.2.4 聲速的校準(zhǔn)58-59
• 5.2.5 實(shí)驗中最優(yōu)小波基的選取59-61
• 5.2.6 結(jié)果分析61-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 第6章 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 在學(xué)研究成果72-73
• 致謝73

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董勝林;嚴(yán)碧歌;;混凝土路面的超聲測厚[J];陜西師大學(xué)報(自然科學(xué)版);1989年03期

2 任有才,張德印;影響超聲測厚精度的因素淺析[J];石油化工腐蝕與防護(hù);2002年06期

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5 董勝林,嚴(yán)碧歌;混凝土公路路面的超聲測厚[J];應(yīng)用聲學(xué);1990年02期

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7 董德秀;朱萍;;高壓渦輪葉片超聲測厚的工藝方法[J];無損檢測;2014年02期

8 唐華;超聲測厚和超聲清洗系列產(chǎn)品[J];聲學(xué)技術(shù);1991年04期

9 紀(jì)U，

本文編號：748594