三维超声相控阵探伤中关键技术问题的研究
发布时间：2020-12-16 18:54
在现代工业生产过程中,由于工艺设计,人工操作等因素,工业零件通常会存在裂纹,气孔,夹渣,焊缝等缺陷。各类缺陷破坏了工件内部组织结构,大幅度降低材料各方面性能。超声相控阵缺陷成像检测技术已成为重要的无损检测方式。传统的超声相控阵通过改变发射阵元的激励延迟时间,可以完成线性扫查、扇形扫查、动态聚焦三种常见的扫描方式,并以回波信号和切面图像显示缺陷扫描结果。通常由专业人员根据扫描成像结果,对缺陷进行相关测评。在二维成像过程中,由于扫描角度和聚焦深度的不同,超声波存在不同程度的发散和扫描噪声,造成缺陷扫描结果不同,导致图像产生伪影和散斑。在传统的超声相控阵二维成像中,缺陷以切面图像方式呈现,不够直观,无法直接反映缺陷在工件中的位置和体积形状。基于上述问题,为了完整、准确地表现缺陷体积、形状和位置,本文在考虑实际工业应用的情况下,将三维可视化技术与超声相控阵成像技术相结合,展开对超声相控阵三维成像中所需的关键技术问题的研究。根据超声相控阵发射声束的偏转和聚焦特性,对回波信号进行分析处理,采用双线性插值算法获得缺陷扫描切面图像。通过对比实验分析,得出不同扫描角度和聚焦深度对图像散斑、缺陷伪影和缺陷...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超声相控阵声束的偏转与聚焦示意图
超声相控阵声束偏转示意图 (b) 超声相控阵声束聚图 2-1 超声相控阵声束的偏转与聚焦示意图接收过程：探头发射的超声波束遇到目标后（如工件中抗发生骤变，会在两种不同介质的分界面处发生反射收，由于缺陷到达各个阵元距离不同，导致各个阵元接得到各阵元的回波信号后需要对信号进行叠加合成，因时间差进行延迟补偿，对齐得到的数据，通过该方式能减弱或者抵消其余不重要位置的回波信号[42]，该过程如阵元的相位、幅度以及声束接收延时等，可以达到聚焦果。
使合成声束以固定的偏转角度和聚焦深度对探头下方的扫描区域进行线性平行地扫描。扫查方式如图2-3 所示，其中图 2-3（a）代表激励每组阵元的次序，图 2-3（b）代表线性扫查声束线扫描传播方式。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声相控阵三维可视成像技术的发展与应用概述[J]. 王婧云,陈军,叶伟龙,张侃,林莉. 无损探伤. 2015(06)
[2]一种基于平面波技术的三维超声成像方法研究[J]. 池利阳,邱维宝,师翔,陆祖嘉. 压电与声光. 2015(05)
[3]超声相控阵检测技术的发展及应用[J]. 靳世久,杨晓霞,陈世利,黄玉秋,郭薇. 电子测量与仪器学报. 2014(09)
[4]相控阵超声接收动态聚焦算法及其物理实现[J]. 彭小冲,费跃农. 应用声学. 2014(05)
[5]基于目标质心的Meanshift跟踪算法[J]. 姚放吾,许辰铭. 计算机技术与发展. 2012(06)
[6]粒子滤波和均值漂移相结合目标跟踪算法[J]. 张瑞. 无线电通信技术. 2011(02)
[7]基于Mean Shift的相似性变换和仿射变换目标跟踪算法[J]. 李培华,肖莉娟. 中国图象图形学报. 2011(02)
[8]合成孔径聚焦超声成像方法研究[J]. 杜英华,张聪颖,陈世利,孙芳,刘婧,靳世久. 海洋技术. 2010(02)
[9]基于等值面点的快速三维表面重建算法[J]. 熊平,杨昀. 微计算机信息. 2010(14)
[10]超声相控阵实时检测系统的研制[J]. 王华,单宝华,王鑫,欧进萍. 哈尔滨工业大学学报. 2008(05)
博士论文
[1]超声相控阵技术若干关键问题的研究[D]. 孙芳.天津大学 2012
[2]合成孔径聚焦超声成像技术研究[D]. 杜英华.天津大学 2010
[3]相控阵超声检测系统及其关键技术的研究[D]. 鲍晓宇.清华大学 2003
硕士论文
[1]对接焊缝的超声相控阵检测及三维成像分析[D]. 刘志浩.南昌航空大学 2016
[2]超声相控阵动态聚焦技术研究[D]. 陈彦宏.西南交通大学 2014
[3]超声相控阵检测系统成像技术研究[D]. 郭艳.南京航空航天大学 2014
[4]超声相控阵成像算法研究及软件系统设计[D]. 许药林.南京航空航天大学 2012
[5]相控阵超声成像算法研究及系统设计[D]. 刘建.南京航空航天大学 2012
[6]超声相控阵扇形扫描检测成像技术研究[D]. 李京安.哈尔滨工业大学 2009
[7]超声相控阵探伤设备软件系统设计与实现[D]. 赵艳领.哈尔滨工业大学 2009
[8]手动超声相控阵检测成像算法研究[D]. 鞠洪涛.哈尔滨工业大学 2008
[9]基于Slicer下的三维超声重建模块的实现和验证[D]. 蒋子颖.上海交通大学 2010
本文编号：2920621
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超声相控阵声束的偏转与聚焦示意图
超声相控阵声束偏转示意图 (b) 超声相控阵声束聚图 2-1 超声相控阵声束的偏转与聚焦示意图接收过程：探头发射的超声波束遇到目标后（如工件中抗发生骤变，会在两种不同介质的分界面处发生反射收，由于缺陷到达各个阵元距离不同，导致各个阵元接得到各阵元的回波信号后需要对信号进行叠加合成，因时间差进行延迟补偿，对齐得到的数据，通过该方式能减弱或者抵消其余不重要位置的回波信号[42]，该过程如阵元的相位、幅度以及声束接收延时等，可以达到聚焦果。
使合成声束以固定的偏转角度和聚焦深度对探头下方的扫描区域进行线性平行地扫描。扫查方式如图2-3 所示，其中图 2-3（a）代表激励每组阵元的次序，图 2-3（b）代表线性扫查声束线扫描传播方式。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声相控阵三维可视成像技术的发展与应用概述[J]. 王婧云,陈军,叶伟龙,张侃,林莉. 无损探伤. 2015(06)
[2]一种基于平面波技术的三维超声成像方法研究[J]. 池利阳,邱维宝,师翔,陆祖嘉. 压电与声光. 2015(05)
[3]超声相控阵检测技术的发展及应用[J]. 靳世久,杨晓霞,陈世利,黄玉秋,郭薇. 电子测量与仪器学报. 2014(09)
[4]相控阵超声接收动态聚焦算法及其物理实现[J]. 彭小冲,费跃农. 应用声学. 2014(05)
[5]基于目标质心的Meanshift跟踪算法[J]. 姚放吾,许辰铭. 计算机技术与发展. 2012(06)
[6]粒子滤波和均值漂移相结合目标跟踪算法[J]. 张瑞. 无线电通信技术. 2011(02)
[7]基于Mean Shift的相似性变换和仿射变换目标跟踪算法[J]. 李培华,肖莉娟. 中国图象图形学报. 2011(02)
[8]合成孔径聚焦超声成像方法研究[J]. 杜英华,张聪颖,陈世利,孙芳,刘婧,靳世久. 海洋技术. 2010(02)
[9]基于等值面点的快速三维表面重建算法[J]. 熊平,杨昀. 微计算机信息. 2010(14)
[10]超声相控阵实时检测系统的研制[J]. 王华,单宝华,王鑫,欧进萍. 哈尔滨工业大学学报. 2008(05)
博士论文
[1]超声相控阵技术若干关键问题的研究[D]. 孙芳.天津大学 2012
[2]合成孔径聚焦超声成像技术研究[D]. 杜英华.天津大学 2010
[3]相控阵超声检测系统及其关键技术的研究[D]. 鲍晓宇.清华大学 2003
硕士论文
[1]对接焊缝的超声相控阵检测及三维成像分析[D]. 刘志浩.南昌航空大学 2016
[2]超声相控阵动态聚焦技术研究[D]. 陈彦宏.西南交通大学 2014
[3]超声相控阵检测系统成像技术研究[D]. 郭艳.南京航空航天大学 2014
[4]超声相控阵成像算法研究及软件系统设计[D]. 许药林.南京航空航天大学 2012
[5]相控阵超声成像算法研究及系统设计[D]. 刘建.南京航空航天大学 2012
[6]超声相控阵扇形扫描检测成像技术研究[D]. 李京安.哈尔滨工业大学 2009
[7]超声相控阵探伤设备软件系统设计与实现[D]. 赵艳领.哈尔滨工业大学 2009
[8]手动超声相控阵检测成像算法研究[D]. 鞠洪涛.哈尔滨工业大学 2008
[9]基于Slicer下的三维超声重建模块的实现和验证[D]. 蒋子颖.上海交通大学 2010
本文编号：2920621
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