基于THz-TDS的聚乙烯管道厚度测量与缺陷检测技术研究
发布时间：2021-09-15 06:21
在聚乙烯材料管道生产制造与应用过程中,管道厚度精确测量与管道缺陷检测是影响管道质量与安全的两个重要技术问题,由于天然气易燃易爆等特点,极易产生安全隐患,因此对天然气管道的质量控制与缺陷检测就显得尤为重要。通过THz-TDS（太赫兹时域光谱系统）技术检测非金属材料厚度已经被应用在工程实践上。但在实践检验的过程中,出现了对现有太赫兹厚度检测技术的挑战及难题。其一,折射率求取过程中没有理论支持,人为选取折射率有效区间,加大了折射率求取的误差。其二,由于太赫兹波在聚乙烯材料中的传播存在明显的频散现象,同时其透射率高回波信号较弱,导致信噪比较低,在信号提取过程中放大了干扰信号的比重,造成信号失真、淹没,无法准确提取信号光程时间差。其三,太赫兹缺陷检测点扫描方法时间长,效率低,无法满足现场检测需要。针对问题一,采用巴特沃斯滤波器对折射率频率区间进行信噪比量化分析,得出有效折射率区间。针对问题二,采用基于自相关改进算法的高斯反卷积算法对时域信号进行特征提取与信噪比提高,完成从干扰中提取信号并提高信噪比的目的。针对问题三,采取CCD太赫兹光强成像方法对缺陷试块进行实验,并与点扫描成像法对比分析,发现C...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 论文研究背景和意义
1.1.1 论文背景
1.1.2 研究意义
1.2 THz波的简介
1.2.1 THz波的发射与探测
1.2.2 国内外研究现状
1.3 论文的主要内容和结构
1.3.1 研究内容
1.3.2 论文章节安排
第二章 太赫兹检测原理及系统技术
2.1 太赫兹检测原理
2.2 光学参数提取
2.3 实验装置与实验步骤
2.3.1 实验装置
2.3.2 实验步骤
2.3.3 实验注意事项
2.4 本章小结
第三章 聚乙烯材料厚度测量误差标定及实验
3.1 样品制备与实验方法
3.2 单点测厚模型
3.3 误差标定实验结果
3.4 本章小结
第四章 基于巴特沃斯滤波的聚乙烯材料厚度太赫兹检测
4.1 实验原理
4.2 样品制备与实验方法
4.3 折射率有效区间选取原理
4.3.1 滤波器原理
4.3.2 滤波器参数确定
4.3.3 滤波效果判别依据
4.3.4 滤波频段选取
4.4 折射率获取实验
4.5 厚度测量实验
4.6 本章小结
第五章 基于修正自相关算法的THz-TDS聚乙烯测厚反卷积算法
5.1 实验原理
5.2 算法改进原理
5.2.1 测量信噪比
5.2.2 基于盲目反卷积的厚度测量
5.2.3 基于带通滤波的信噪比改进方法
5.2.4 改进自相关算法
5.3 实验与结果分析
5.4 本章小结
第六章 聚乙烯材料太赫兹缺陷检测与分析
6.1 实验原理
6.1.1 CCD光强成像原理
6.1.2 THz-TDS点扫描成像原理
6.2 实验样品制备与实验方法
6.2.1 聚乙烯划痕缺陷试块
6.2.2 聚乙烯孔洞试块
6.3 实验结果与分析
6.3.1 聚乙烯划痕缺陷试块
6.3.2 聚乙烯孔洞试块
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹数字全息术的研究进展[J]. 石敬,王新柯,郑显华,贺敬文,王森,谢振威,崔烨,叶佳声,孙文峰,冯胜飞,韩鹏,张岩. 中国光学. 2017(01)
[2]基于光子混频连续太赫兹波的厚度检测[J]. 刘子烨,刘建军,洪治. 激光技术. 2016(04)
[3]太赫兹波对肾癌组织的光谱检测[J]. 李晗,余晨. 红外与激光工程. 2016(05)
[4]聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术要点分析[J]. 王恒达. 中国高新技术企业. 2016(09)
[5]玻璃纤维复合材料缺陷的太赫兹光谱检测实验分析[J]. 郭小弟,王强,谷小红,陈锡爱,范昕炜. 红外技术. 2015(09)
[6]利用太赫兹时域光谱同时确定样品厚度和折射率[J]. 寇宽,赵国忠,刘英,申彦春. 中国激光. 2015(08)
[7]一种基于相关算法的电能质量信号定位方法[J]. 许峰,李开成,王可. 电测与仪表. 2015(03)
[8]薄膜包衣厚度测量方法分析[J]. 陆庆华,陈玉洁,严盈富. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2014(04)
[9]基于太赫兹时域光谱的胶层厚度均匀性检测[J]. 李丽娟,周明星,任姣姣. 激光与红外. 2014(07)
[10]太赫兹通信技术研究进展[J]. 顾立,谭智勇,曹俊诚. 物理. 2013(10)
硕士论文
[1]基于THz-TDS的固体农药混合定量分析及其分类[D]. 马冶浩.中国计量学院 2013
[2]基于THz检测技术的除草剂光谱分析研究[D]. 王花丽.中国计量学院 2012
[3]太赫兹波通信系统仿真技术研究[D]. 吴竹.浙江大学 2010
[4]聚乙烯燃气管道施工技术的探讨[D]. 罗艺.重庆大学 2003
本文编号：3395568
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 论文研究背景和意义
1.1.1 论文背景
1.1.2 研究意义
1.2 THz波的简介
1.2.1 THz波的发射与探测
1.2.2 国内外研究现状
1.3 论文的主要内容和结构
1.3.1 研究内容
1.3.2 论文章节安排
第二章 太赫兹检测原理及系统技术
2.1 太赫兹检测原理
2.2 光学参数提取
2.3 实验装置与实验步骤
2.3.1 实验装置
2.3.2 实验步骤
2.3.3 实验注意事项
2.4 本章小结
第三章 聚乙烯材料厚度测量误差标定及实验
3.1 样品制备与实验方法
3.2 单点测厚模型
3.3 误差标定实验结果
3.4 本章小结
第四章 基于巴特沃斯滤波的聚乙烯材料厚度太赫兹检测
4.1 实验原理
4.2 样品制备与实验方法
4.3 折射率有效区间选取原理
4.3.1 滤波器原理
4.3.2 滤波器参数确定
4.3.3 滤波效果判别依据
4.3.4 滤波频段选取
4.4 折射率获取实验
4.5 厚度测量实验
4.6 本章小结
第五章 基于修正自相关算法的THz-TDS聚乙烯测厚反卷积算法
5.1 实验原理
5.2 算法改进原理
5.2.1 测量信噪比
5.2.2 基于盲目反卷积的厚度测量
5.2.3 基于带通滤波的信噪比改进方法
5.2.4 改进自相关算法
5.3 实验与结果分析
5.4 本章小结
第六章 聚乙烯材料太赫兹缺陷检测与分析
6.1 实验原理
6.1.1 CCD光强成像原理
6.1.2 THz-TDS点扫描成像原理
6.2 实验样品制备与实验方法
6.2.1 聚乙烯划痕缺陷试块
6.2.2 聚乙烯孔洞试块
6.3 实验结果与分析
6.3.1 聚乙烯划痕缺陷试块
6.3.2 聚乙烯孔洞试块
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹数字全息术的研究进展[J]. 石敬,王新柯,郑显华,贺敬文,王森,谢振威,崔烨,叶佳声,孙文峰,冯胜飞,韩鹏,张岩. 中国光学. 2017(01)
[2]基于光子混频连续太赫兹波的厚度检测[J]. 刘子烨,刘建军,洪治. 激光技术. 2016(04)
[3]太赫兹波对肾癌组织的光谱检测[J]. 李晗,余晨. 红外与激光工程. 2016(05)
[4]聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术要点分析[J]. 王恒达. 中国高新技术企业. 2016(09)
[5]玻璃纤维复合材料缺陷的太赫兹光谱检测实验分析[J]. 郭小弟,王强,谷小红,陈锡爱,范昕炜. 红外技术. 2015(09)
[6]利用太赫兹时域光谱同时确定样品厚度和折射率[J]. 寇宽,赵国忠,刘英,申彦春. 中国激光. 2015(08)
[7]一种基于相关算法的电能质量信号定位方法[J]. 许峰,李开成,王可. 电测与仪表. 2015(03)
[8]薄膜包衣厚度测量方法分析[J]. 陆庆华,陈玉洁,严盈富. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2014(04)
[9]基于太赫兹时域光谱的胶层厚度均匀性检测[J]. 李丽娟,周明星,任姣姣. 激光与红外. 2014(07)
[10]太赫兹通信技术研究进展[J]. 顾立,谭智勇,曹俊诚. 物理. 2013(10)
硕士论文
[1]基于THz-TDS的固体农药混合定量分析及其分类[D]. 马冶浩.中国计量学院 2013
[2]基于THz检测技术的除草剂光谱分析研究[D]. 王花丽.中国计量学院 2012
[3]太赫兹波通信系统仿真技术研究[D]. 吴竹.浙江大学 2010
[4]聚乙烯燃气管道施工技术的探讨[D]. 罗艺.重庆大学 2003
本文编号：3395568
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