学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

超声相控阵检测系统图像处理和成像技术的研究

作　者: 张聪颖
导　师: 靳世久
学　校: 天津大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 超声相控阵技术 伪缺陷图像 超声图像处理 合成孔径聚焦成像
分类号: TH878.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 298次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


超声相控阵技术,是当前无损检测技术的热点研究领域。其通过控制超声阵列发射的声波相干实现声束的偏转和聚焦,使其可以方便地应用于含复杂几何结构的工作对象的检测。当前,许多高校已对其展开研究,研究结果也已逐渐应用于工业的无损检测的领域中。由于相应的缺陷诊断与识别的要求,检测图像的效果日益受到关注。本文基于超声相控阵技术,从改善图像质量的参数设计、图像处理和成像技术方面进行了研究。首先,对超声相控阵技术的基本原理和基础知识进行了介绍,并利用Civa仿真软件直观的仿真了超声相控阵系统的偏转和聚焦的性质和工作情况,并对阵元数目设置进行讨论,对后面的实验设计提供了理论依据。说明了几种超声图像的形成机制,为后文的成像环节提供了基础。其次,主要以提高超声图像质量展开讨论并进行实验。针对超声图像中由于介质内部漫反射造成的相干噪声,进行了滤波处理,通过对结果的比较,认为Lee滤波在诸多滤波算法中效果最好,经过Lee滤波算法后,图像的相干斑系数最小,去斑效果最好。接下来,对于一些典型的伪缺陷进行去除,提高了图像的质量。再次,超声相控阵所得图像聚焦效果不佳,使得图像尺寸大于缺陷真实尺寸。于是将合成孔径聚焦成像算法应用于成像。但对线缺陷的直接进行合成孔径聚焦成像算法的效果不明显。经过分析,将多个点缺陷错位叠加的结果作为线缺陷。对每个点缺陷的图像采用合成孔径聚焦算法重建后依次按一个阵元错位相加,以所得结果来表示线缺陷的合成孔径聚焦成像结果。通过仿真和实验数据,证明了方法的可行性,所得结果更符合真实缺陷的尺寸及形貌。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 无损检测简介  8-10
  1.2 超声相控阵无损检测技术在国内外的发展现状  10-11
  1.3 相控阵技术的特点及性质  11-12
  1.4 超声成像及图像处理技术的意义  12
  1.5 本课题的研究的内容  12-14
第二章 超声相控阵技术理论基础  14-32
  2.1 超声场的特征值  14-16
    2.1.1 声压  14-15
    2.1.2 声场图  15-16
  2.2 超声相控阵工作原理  16-22
    2.2.1 波的干涉  16
    2.2.2 惠更斯原理  16-17
    2.2.3 相控阵探头  17-18
    2.2.4 超声相控阵工作原理  18
    2.2.5 波束的聚焦和偏转及仿真实现  18-22
  2.3 超声相控阵近场区的声场特性  22-23
  2.4 超声相控阵图像的形式  23-26
  2.5 阵元数量选择  26-31
  2.6 本章小结  31-32
第三章 超声图像噪声和伪缺陷的处理  32-45
  3.1 超声图像噪声  32-33
  3.2 图像滤波算法  33-37
    3.2.1 均值滤波  33-34
    3.2.2 高斯滤波  34
    3.2.3 中值滤波  34-35
    3.2.4 Lee 滤波  35-36
    3.2.5 Kuan 滤波算法  36
    3.2.6 Frost 滤波器  36-37
  3.3 滤波算法对于噪声的去除  37-38
  3.4 去斑算法评价  38-40
  3.5 二次回波缺陷伪像的判断与去除  40-42
  3.6 界面波伪缺陷的消除  42-44
  3.7 本章小结  44-45
第四章 合成孔径成像在超声相控阵系统中的应用  45-64
  4.1 常规超声成像出现误差的原因  45-47
  4.2 合成孔径的基本知识  47-49
    4.2.1 合成孔径成像原理  47
    4.2.2 合成孔径成像的种类  47-49
  4.3 成像实验的设计  49-53
  4.4 实验结果及评定  53-63
    4.4.1 缺陷评定方法  53-54
    4.4.2 实验与数据提取  54
    4.4.3 实验结果及分析  54-55
    4.4.4 缺陷图像误差的产生  55-57
    4.4.5 缺陷误差产生原因的验证  57-60
    4.4.6 实验数据处理  60-63
  4.5 本章小结  63-64
第五章 总结与展望  64-66
  5.1 总结  64-65
  5.2 展望  65-66
参考文献  66-69
发表论文和参加科研情况说明  69-70
致谢  70

相似论文

  1. 基于虚拟仪器的超声图像处理系统,TP391.41
  2. 相控阵超声波车轮缺陷探伤技术研究,U279
  3. 基于FPGA的电磁超声检测系统的研究,TH878.2
  4. 罐底腐蚀声发射信号降噪研究,TH878
  5. 管道漏磁三轴内检测技术研究,TH878.3
  6. 高性能嵌入式超声无损检测系统及其应用的研究,TH878.2
  7. 无缝钢管超声涡流一体化自动检测系统的研究与开发,TH878.2
  8. 管外多磁化单元结构优化设计与实验研究,TH878.3
  9. 超声无损检测装置的研究与设计,TH878.2
  10. 手持式超声波探伤硬件系统的研制,TH878.2
  11. 新型钢丝绳探伤仪的设计与研究,TH878
  12. 电磁超声无损检测技术的研究与实验,TH878
  13. 基于LabWindows/CVI的虚拟超声检测系统研究,TH878.2
  14. 钢管在线无损探伤设备辅机控制系统设计,TH878
  15. 全自动非金属超声波检测仪检定系统的研制与开发,TH878.2
  16. 立式储罐声发射在线检测技术的试验研究和应用,TH878
  17. 基于LabView的裂纹扩展声发射信号分析,TH878
  18. 数字化钢轨超声波探伤仪的研究与开发,TH878.2
  19. 小型工业内窥镜光机系统研究,TH878
  20. 轧辊自动涡流探伤系统的研制,TH878

中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 材料试验机与试验仪器 > 无损探伤仪器 > 超声波探伤仪
© 2012 www.xueweilunwen.com