学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

钢制对接焊缝缺陷超声相控阵检测图像特征与识别

作　者: 余刚
导　师: 邬冠华; 张小海
学　校: 南昌航空大学
专　业: 测试计量技术与仪器
关键词: 超声相控阵 对接焊缝 缺陷检测 缺陷图像特征提取
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 176次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


焊缝连接结构力学性能高、密封性能好、便于拆装、重量轻、生产周期短等优点，在工业领域得到广泛的应用。钢材在焊接成形过程中可能存在各种内部缺陷，这些缺陷会使钢材料的性能大幅下降。超声相控阵可以调节的声束角度和聚焦深度，实现了复杂结构件和盲区位置缺陷的检测。由于其检测灵敏度高、速度快、结果直观、可实时显示和可检测复杂形面或难以接近的部位等优点，已经被越来越多的工程检测所采用。然而相控阵在缺陷识别上也存在着一些问题，相控阵形成的有些缺陷图像特征并不是很明显，难于直接用肉眼研究观察得到其特征，所以必须通过图像特征的提取来进行识别。本文根据《NB/T47014~16-2011承压设备焊接工艺评定和压力容器焊接规程》、《JB/T4730-2005承压设备无损检测》标准设计制作了含气孔、裂纹、未焊透、未熔合和夹渣等缺陷试件。通过射线检测的方法来对试件缺陷进行定性，在已知缺陷定性的情况下，通过与超声相控阵对缺陷检测结果的对比，研究超声相控阵检测在不同的典型缺陷下所呈现出的图像，并对图像特征进行分析。本文通过A扫描和S扫描相结合，超声相控阵的检测方法能够有效地识别对接焊缝中的缺陷，通过超声相控阵对典型缺陷检测得到图像，通过对图像特征进行分析和提取得到其特征。常用的特征可以分为灰度特征、几何形状特征和纹理特征等。采用灰度直方图的方法对图像中的各种不同灰度的像素分布的概率统计，得到图像灰度特征；采用高斯—拉普拉斯算子进行缺陷图像边缘提取，得到图像的几何形状特征；采用灰度共生矩阵的为基础对典型缺陷图像进行纹理特征分析和提取，得到图像的纹理特征。最后采用统计学的方法统计典型缺陷图像的特征规律，总结出不同的典型缺陷所特有的特征。研究表明，射线检测结果与纹理特征得到的结果吻合程度很高。本文提出的相控阵图像纹理特征提取方法，结合射线检测结果的对比发现，能够有效对接板焊缝缺陷进行定性，检测灵敏度和检测准确性较A超检测得到大大提高，为相控阵检测方法的推广应用提供有力的支持。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 课题研究背景和意义  9-10
  1.2 研究现状  10-15
    1.2.1 钢制焊缝应用  10-11
    1.2.2 钢制焊缝检测方法及比较  11-14
    1.2.3 相控阵检测的优点  14-15
    1.2.4 相控阵检测历史现状与发展  15
  1.3 主要研究内容  15-19
第2章 超声相控阵检测原理  19-29
  2.1 超声辐射的原理  19-23
    2.1.1 单个换能器的辐射声场  19-20
    2.1.2 矩形换能器的辐射声场  20-22
    2.1.3 阵列换能器的辐射声场  22
    2.1.4 矩形换能器阵列的辐射声场  22-23
  2.2 超声相控阵原理  23-27
    2.2.1 超声相控阵基本原理和概念  23-25
    2.2.2 超声相控阵声场特征  25-27
    2.2.3 相控阵超声场模拟聚焦  27
  2.3 超声相控阵检测系统  27-29
第3章 钢制对接焊缝缺陷超声相控阵检测要求和特点  29-42
  3.1 钢制对接焊缝缺陷试件  29-31
    3.1.1 实验试件及检测设备  29-31
  3.2 钢制对接焊缝射线检测试验方法研究  31-37
    3.2.1 射线检测设备  31-32
    3.2.2 射线检测试验工艺  32-37
  3.3 射线检测试验结果  37-41
  3.4 本章小结  41-42
第4章 对接焊缝常见缺陷的超声相控阵图像纹理分析  42-62
  4.1 基于纹理分析的超声图像解释概述  42-46
    4.1.1 纹理特征及其计算方法  42-46
      4.1.1.1 直方图统计特征  42-43
      4.1.1.2 灰度共生矩阵  43-44
      4.1.1.3 傅立叶变换特征  44-45
      4.1.1.4 行程长度统计法  45-46
      4.1.1.5 灰度差分统计法  46
      4.1.1.6 其他方法  46
  4.2 图像边界的提取  46-50
    4.2.1 边界提取的算法  47-50
      4.2.1.1 并行边界提取算法  47-48
      4.2.1.2 串行边界提取算法  48-49
      4.2.1.3 并行边界提取算法  49-50
      4.2.1.4 串行边界提取算法  50
  4.3 缺陷图像处理和对比分析  50-61
    4.3.1 灰度图像直方图  50-53
    4.3.2 图像特征边缘提取  53-58
    4.3.3 图像灰度共生矩阵特征参数及灰度行程参数的提取  58-61
  4.4 本章小结  61-62
第5章 对接焊缝常见缺陷的超声相控阵图像形成分析  62-67
  5.1 超声相控阵检测结果对比分析  62-67
第6章 总结  67-70
  6.1 总结  67-69
  6.2 展望  69-70
参考文献  70-73
发表论文和参加科研情况说明  73-74
致谢  74-75

相似论文

  1. 卧式工业CT-DR图像检查分系统设计,TP391.41
  2. 视频测量软件的设计与实现,TP391.41
  3. 基于超声激励的倒装芯片缺陷检测技术研究,TN407
  4. 基于图像分析的PCB缺陷检测算法研究,TN41
  5. 基于主动红外和超声扫描的倒装芯片缺陷检测研究,TN407
  6. 基于图像处理的印制电路板缺陷检测的研究,TN41
  7. 基于支持向量机的规则零件机器视觉检测技术研究,TP274
  8. 超声相控阵检测系统图像处理和成像技术的研究,TH878.2
  9. 超声相控阵T型焊缝缺陷检测技术的研究,TG441.7
  10. 钢结构厚板及焊缝脆性断裂的力学性能研究,TU391
  11. HIFU多焦点声焦域形态研究,R454.3
  12. 贴片电阻表面缺陷自动检测和识别方法研究,TN06
  13. 超声相控阵检测仪的关键技术研究与应用,TP216
  14. 手动超声相控阵检测成像算法研究,TG115.285
  15. 铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷的超声检测,TG441.7
  16. 超声相控阵扇形扫描检测成像技术研究,TP274.53
  17. 高集成度超声相控阵检测系统相关技术的研究,TP274
  18. 虚拟相控阵超声散射CT成像中散射源快速定位及识别方法研究,TP391.41
  19. 超声相控阵检测关键技术的研究,TH878.2
  20. 多自由度超声自动检测系统若干检测问题的研究,TH878.2
  21. 基于STM32的超声相控阵导盲系统设计,TB559

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
© 2012 www.xueweilunwen.com