激光超声缺陷信号的时频分析方法研究
发布时间：2021-08-03 15:15
激光超声由于其良好的指向性、相干性,在缺陷检测技术领域被广泛应用。本文重点对激光超声缺陷信号进行时频分析研究,提取特征量,实现对缺陷深度的定量表征。采用EMD对激光超声信号去噪时,发现在处理反射波信号时出现了严重的模态混叠现象,导致去噪后的信号出现失真现象,分析导致模态混叠现象的原因,并通过查阅文献,结合激光超声信号的特点针对EMD去噪进行了改进,将其与小波包去噪相结合,改进后的EMD去噪过程较好的保留了原始信号的特征与细节,克服了模态混叠现象带来的失真情况。然后对去噪后的信号进行了时频分析处理:（1）采用傅里叶变换对透射波信号进行处理,选取频域中的峰值进行绘图,得到随着缺陷深度的增加,选取区域的峰值呈现近似线性减小,并与仿真数据的变化结果一致,通过拟合得到关于上述区域的表达式,并通过对未知信号的识别,表明此方法具有可行性。（2）采用小波包对反射回波以及透射波信号进行频带能量分析,选择DB8小波基对激光超声缺陷信号进行8层小波分解,得到频带能量分布与缺陷深度之间的关系,并在此基础上,提出了小波包能量变化率指标,当缺陷深度在0.6mm以下,反射波在S80、S81频带上的小波包能量变化率随...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验平台以及每一部分的器件选型构建激光超声无
面传播的过程中，会遇到缺陷而使一部分声波反射回来，这种情况下产生的信号为反射波信号，与缺陷相互作用后形成的信号为反射回波信号，图 2.3 即为实验过程的侧面示意图，图 2.4 即为所接收到的反射波信号，椭圆中的信号即为反射回波信号。超声传感器 A线光源 S缺陷顶端B点wd图 2.3 实验过程侧面示意图 图 2.4 反射波信号图（d=0.7mm）激光源 S 与探头 A 的位置分别在缺陷 B 的两侧时，激光激励产生的瑞利波在物体近表面传播的过程中，会透过缺陷传到缺陷的另一端，探头在这一侧接收到的信号为透
透射波信号图（d=0.7mm）
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于小波包能量变化率的激光超声处理[J]. 宋潮,郑宾,郭华玲,刘辉,侯静. 中国测试. 2017(11)
[2]先进超声检测技术的研究应用进展[J]. 周正干,孙广开. 机械工程学报. 2017(22)
[3]激光超声的小波包能量分析[J]. 宋潮,郑宾,郭华玲,刘辉,侯静. 光电工程. 2017(06)
[4]激光激发表面波与亚表面缺陷作用的理论研究[J]. 金磊,王威,潘永东. 固体力学学报. 2017(02)
[5]SiCp/Al复合材料增强体分布均匀性超声成像方法[J]. 孙广开,周正干. 北京航空航天大学学报. 2017(03)
[6]激光超声技术在先进复合材料无损检测中的应用研究[J]. 孙广开,周正干,陈曦. 失效分析与预防. 2016(05)
[7]基于Hilbert变换的激光超声波成像技术在缺陷检测中的应用[J]. 曾伟,王海涛,田贵云,方凌,汪文. 中国激光. 2014(05)
[8]爆破振动信号的提升小波包分解及能量分布特征[J]. 路亮,龙源,谢全民,李兴华,纪冲,赵长啸. 爆炸与冲击. 2013(02)
[9]爆破震动与岩石破裂微震信号能量分布特征研究[J]. 朱权洁,姜福兴,于正兴,尹永明,吕垒. 岩石力学与工程学报. 2012(04)
[10]经验模态分解中的模态混叠问题[J]. 胡爱军,孙敬敬,向玲. 振动.测试与诊断. 2011(04)
博士论文
[1]复合材料机体成本计算方法及其在飞机综合设计中的应用[D]. 尹海莲.南京航空航天大学 2014
[2]复合材料构件的超声无损检测关键技术研究[D]. 王洪博.北京理工大学 2014
[3]EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D]. 王婷.哈尔滨工程大学 2010
[4]金属材料表面缺陷及残余应力的激光超声无损检测研究[D]. 石一飞.南京理工大学 2009
[5]激光热弹超声体力源和对应波形的数值研究[D]. 王纪俊.南京理工大学 2008
[6]激光声表面波用于金属表面缺陷无损检测的研究[D]. 严刚.南京理工大学 2007
[7]激光声表面波及其探测表面缺陷的机理研究[D]. 关建飞.南京理工大学 2006
[8]金属管状材料中脉冲激光热弹激发超声的有限元数值模拟研究[D]. 何跃娟.南京理工大学 2006
硕士论文
[1]基于小波理论的靶场声信号分析方法研究[D]. 孙萍萍.西安工业大学 2017
[2]基于小波包分析的激光超声缺陷信号处理方法研究[D]. 侯静.中北大学 2017
[3]基于改进的Wigner-Ville时频分析的城轨列车车轮不圆检测方法研究[D]. 王晓龙.南京理工大学 2017
[4]桥梁下部结构病害分析及检测加固措施研究[D]. 吴进军.长安大学 2016
[5]基于激光超声技术的层合结构无损检测方法研究[D]. 朱倩.南京航空航天大学 2016
[6]基于光声放大的接触式激光超声成像关键技术的研究[D]. 胡国星.南京航空航天大学 2016
[7]魏格纳分布的对数不确定性关系[D]. 曹玉静.北京理工大学 2015
[8]混凝土内部异常超声阵列成像算法研究[D]. 王禹.南昌航空大学 2015
[9]激光超声缺陷信号识别技术研究[D]. 苏纯.中北大学 2015
[10]基于时频分析的雷达辐射源信号识别技术研究[D]. 白航.解放军信息工程大学 2012
本文编号：3319850
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验平台以及每一部分的器件选型构建激光超声无
面传播的过程中，会遇到缺陷而使一部分声波反射回来，这种情况下产生的信号为反射波信号，与缺陷相互作用后形成的信号为反射回波信号，图 2.3 即为实验过程的侧面示意图，图 2.4 即为所接收到的反射波信号，椭圆中的信号即为反射回波信号。超声传感器 A线光源 S缺陷顶端B点wd图 2.3 实验过程侧面示意图 图 2.4 反射波信号图（d=0.7mm）激光源 S 与探头 A 的位置分别在缺陷 B 的两侧时，激光激励产生的瑞利波在物体近表面传播的过程中，会透过缺陷传到缺陷的另一端，探头在这一侧接收到的信号为透
透射波信号图（d=0.7mm）
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于小波包能量变化率的激光超声处理[J]. 宋潮,郑宾,郭华玲,刘辉,侯静. 中国测试. 2017(11)
[2]先进超声检测技术的研究应用进展[J]. 周正干,孙广开. 机械工程学报. 2017(22)
[3]激光超声的小波包能量分析[J]. 宋潮,郑宾,郭华玲,刘辉,侯静. 光电工程. 2017(06)
[4]激光激发表面波与亚表面缺陷作用的理论研究[J]. 金磊,王威,潘永东. 固体力学学报. 2017(02)
[5]SiCp/Al复合材料增强体分布均匀性超声成像方法[J]. 孙广开,周正干. 北京航空航天大学学报. 2017(03)
[6]激光超声技术在先进复合材料无损检测中的应用研究[J]. 孙广开,周正干,陈曦. 失效分析与预防. 2016(05)
[7]基于Hilbert变换的激光超声波成像技术在缺陷检测中的应用[J]. 曾伟,王海涛,田贵云,方凌,汪文. 中国激光. 2014(05)
[8]爆破振动信号的提升小波包分解及能量分布特征[J]. 路亮,龙源,谢全民,李兴华,纪冲,赵长啸. 爆炸与冲击. 2013(02)
[9]爆破震动与岩石破裂微震信号能量分布特征研究[J]. 朱权洁,姜福兴,于正兴,尹永明,吕垒. 岩石力学与工程学报. 2012(04)
[10]经验模态分解中的模态混叠问题[J]. 胡爱军,孙敬敬,向玲. 振动.测试与诊断. 2011(04)
博士论文
[1]复合材料机体成本计算方法及其在飞机综合设计中的应用[D]. 尹海莲.南京航空航天大学 2014
[2]复合材料构件的超声无损检测关键技术研究[D]. 王洪博.北京理工大学 2014
[3]EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D]. 王婷.哈尔滨工程大学 2010
[4]金属材料表面缺陷及残余应力的激光超声无损检测研究[D]. 石一飞.南京理工大学 2009
[5]激光热弹超声体力源和对应波形的数值研究[D]. 王纪俊.南京理工大学 2008
[6]激光声表面波用于金属表面缺陷无损检测的研究[D]. 严刚.南京理工大学 2007
[7]激光声表面波及其探测表面缺陷的机理研究[D]. 关建飞.南京理工大学 2006
[8]金属管状材料中脉冲激光热弹激发超声的有限元数值模拟研究[D]. 何跃娟.南京理工大学 2006
硕士论文
[1]基于小波理论的靶场声信号分析方法研究[D]. 孙萍萍.西安工业大学 2017
[2]基于小波包分析的激光超声缺陷信号处理方法研究[D]. 侯静.中北大学 2017
[3]基于改进的Wigner-Ville时频分析的城轨列车车轮不圆检测方法研究[D]. 王晓龙.南京理工大学 2017
[4]桥梁下部结构病害分析及检测加固措施研究[D]. 吴进军.长安大学 2016
[5]基于激光超声技术的层合结构无损检测方法研究[D]. 朱倩.南京航空航天大学 2016
[6]基于光声放大的接触式激光超声成像关键技术的研究[D]. 胡国星.南京航空航天大学 2016
[7]魏格纳分布的对数不确定性关系[D]. 曹玉静.北京理工大学 2015
[8]混凝土内部异常超声阵列成像算法研究[D]. 王禹.南昌航空大学 2015
[9]激光超声缺陷信号识别技术研究[D]. 苏纯.中北大学 2015
[10]基于时频分析的雷达辐射源信号识别技术研究[D]. 白航.解放军信息工程大学 2012
本文编号：3319850
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