学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

超声相控阵T型焊缝缺陷检测技术的研究

作　者: 刘婧
导　师: 靳世久
学　校: 天津大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: T型焊缝 超声相控阵 特征提取 相控精度 FPGA
分类号: TG441.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 347次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


近年来,T型焊缝的检测越来越受到人们的重视,它的常规检测方法有磁粉、渗透、射线、传统超声、超声相控阵等。其中,超声相控阵技术有着其他无损检测方法不可比拟的优势:检测效率高,灵敏度高,对人体无害等。然而超声相控阵技术在T型焊缝的检测方案方面还相对薄弱。本文基于T型焊缝的特殊结构和超声相控阵的工作原理,设计了针对T型焊缝的详细的检测方案,并对提高相控精度进行了研究。首先,在检测方案设计之前,根据超声相控阵的声场特性和T型焊缝的结构特征,确定了检测声束的波型、超声相控阵的工作方式和探头的选择原则。然后,从焊缝不同部位的缺陷检测角度出发,分别设计了根部、坡口和中部的缺陷检测方案,主要包括最佳检测面的确定、探头和楔块、扫查方式和偏转角度等。最后,通过CIVA软件对设计方案进行仿真,通过分析仿真结果,验证了检测方案的可行性。将最优的检测方案应用于T型试块的检测,并分析检测结果,估测缺陷的位置和尺寸信息,再通过经验分析,对缺陷的类型作出估判,最后,将其与试块实际缺陷信息相对比,验证了检测方案的可靠性。对该实验的缺陷回波信号进行了基于小波包的能量特征提取,得到缺陷的能量特征柱状图,并选取能量相对较大的频段的能量构成特征向量。通过对比各种缺陷回波信号的能量特征,分别分析了每种缺陷回波信号的能量分布特点,验证了其能量特征的可区分性。相控精度是影响检测结果质量的重要因素之一。针对国内超声相控阵系统相控精度低的问题,提出了基于FPGA的高精度的相控设计方法,并结合精度为2.5ns的相控发射电路的设计,通过仿真和实验验证了该设计方法的可行性,对我国的超声相控阵系统的相控精度提高具有一定的意义。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 T 型焊缝的应用背景及存在的问题  8
  1.2 T 型焊缝的常规无损检测方法  8-9
  1.3 超声相控阵检测方法  9-11
    1.3.1 传统超声检测方法  9-10
    1.3.2 超声相控阵技术的发展  10
    1.3.3 超声相控阵技术的优势  10-11
  1.4 本课题的研究意义、目的和内容  11-13
第二章 超声相控阵检测技术的理论研究  13-29
  2.1 检测声束波型的确定  13-15
    2.1.1 超声波的波型  13-14
    2.1.2 T 型焊缝检测声束的波型选择  14-15
  2.2 超声相控阵工作方式的确定  15-22
    2.2.1 超声相控阵的工作原理  16-17
    2.2.2 扫查方式的选择  17-18
    2.2.3 检测方式的选择  18-20
    2.2.4 基本视图的选择  20-22
  2.3 超声相控阵探头的确定  22-28
    2.3.1 超声相控阵的声场描述  22-25
    2.3.2 超声相控阵声场的指向性  25-27
    2.3.3 超声相控阵探头的选择  27-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章 T 型焊缝检测方案的设计及仿真  29-50
  3.1 T 型焊缝  29-32
    3.1.1 T 型焊缝的特点  29-31
    3.1.2 T 型焊缝的常见缺陷类型  31-32
  3.2 T 型焊缝帧截面检测方案的设计  32-49
    3.2.1 根部缺陷的检测  34-37
    3.2.2 坡口缺陷的检测  37-46
    3.2.3 焊缝中部缺陷的检测  46-49
  3.3 T 型焊缝检测方式的设计  49
  3.4 本章小结  49-50
第四章 T 型焊缝检测实验与分析  50-62
  4.1 T 型焊缝检测实验过程  50-52
    4.1.1 T 型焊缝试块及缺陷结构图  50-51
    4.1.2 检测系统  51
    4.1.3 实验步骤  51-52
  4.2 实验结果与分析  52-57
    4.2.1 缺陷位置和尺寸的分析  52-55
    4.2.2 缺陷类型的经验估判  55-57
  4.3 缺陷回波的特征提取  57-60
    4.3.1 特征类型的确定  57
    4.3.2 能量特征提取的实验结果分析  57-60
  4.4 本章小结  60-62
第五章 高精度相控的设计与仿真实验  62-71
  5.1 检测系统的构成  62-63
  5.2 高精度相控的设计  63-66
  5.3 高精度相控发射的设计  66-69
    5.3.1 电路设计  66-67
    5.3.2 仿真与实验  67-69
  5.4 本章小结  69-71
第六章 总结与展望  71-73
  6.1 全文总结  71-72
  6.2 展望  72-73
参考文献  73-76
发表论文和科研情况说明  76-77
致谢  77

相似论文

  1. 基于SVM的高速公路路面浅层病害的自动检测算法研究,U418.6
  2. 空间目标ISAR成像仿真及基于ISAR像的目标识别,TN957.52
  3. 胆囊炎和肾病综合症脉象信号的特征提取与分类研究,TP391.41
  4. Q学习在基于内容图像检索技术中的应用,TP391.41
  5. 直推式支持向量机研究及其在图像检索中的应用,TP391.41
  6. 中医舌诊中舌形与齿痕的特征提取及分类研究,TP391.41
  7. 空间交会接近视觉测量方法研究,TP391.41
  8. 图像实时采集、存储与处理方法研究,TP391.41
  9. 基于随机森林的植物抗性基因识别方法研究,Q943
  10. 基于图像处理技术的烟叶病害自动识别研究,S435.72
  11. 基于视觉的番木瓜外观品质检测技术研究,S667.9
  12. 羊绒与羊毛纤维鉴别系统的研究,TS101.921
  13. 高光谱图像技术诊断黄瓜病害方法的研究,S436.421
  14. 基于FPGA高清视频车辆检测系统的设计与实现,TP391.41
  15. 基于DSP的水稻杂草识别研究,TP391.41
  16. 指纹图像预处理与增强算法的研究,TP391.41
  17. 基于球面调和的三维模型检索系统研究与实现,TP391.41
  18. 基于FPGA的全局时钟分配和TDC模块设计,TN791
  19. 基于图像处理的集聚纺网格圈质量检测,TP391.41
  20. 多模式信号调制识别与解调的工程实现,TN915.05
  21. 一种雷达信号侦察系统研究与设计,TN974

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 焊接工艺 > 一般方法 > 焊接缺陷及质量检查
© 2012 www.xueweilunwen.com