一种疏松多孔隔热材料的同面阵列电容成像检测技术研究
发布时间：2021-05-07 16:46
疏松多孔型复合材料是一种常用的航天用隔热材料,能够阻断飞行器与大气摩擦而产生的热量向机体内部进一步传递,对保障飞行器的安全飞行具有重要作用。目前,通常将隔热材料粘接在机体表面作为隔热结构,但如果粘接质量不高会造成隔热性能的下降。因此,采用无损检测技术对热防护结构进行缺陷检测、粘接质量评估是十分必要的。针对该问题,本文以疏松多孔类型的隔热复合材料作为研究对象,重点研究了粘接构件中缺陷的可视化检测问题。首先,提出了一种基于电容敏感原理的同面阵列电容成像技术,研究了同面阵列电极的感应电场类型以及电容传感器对缺陷的敏感机理。采用有限元方法对12电极电容传感器建立了三维模型,研究了敏感场的划分办法对灵敏度分布、灵敏度矩阵的稳定性和重建图像质量的影响,得出了敏感场的最优划分方式;通过比较不同介电常数敏感场的灵敏度矩阵的相似性,探究了环境因素导致的样件介电常数波动对检测结果的影响。其次,研究了同面阵列电容检测系统在实验过程中的空满场设定方法,针对现有方法的不足,提出了一种基于被测物场自身旋转的空满场设定方法,并以真实粘接隔热样件为被测对象,利用电容差值分析和图像重建两种方法对测量结果进行分析,证明了...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
1.2 常用无损检测技术
1.2.1 液体渗透检测技术
1.2.2 超声检测技术
1.2.3 涡流检测技术
1.2.4 工业计算机断层成像技术
1.2.5 热红外检测技术
1.3 电容成像技术发展现状
1.3.1 ECT技术国内外发展现状
1.3.2 同面阵列电容成像技术国内外发展现状
1.4 本文的主要研究内容
第2章 同面阵列电容成像传感及系统
2.1 同面阵列电容传感器的工作原理
2.1.1 同面电容传感器的边缘效应
2.1.2 同面电容传感器的感应原理
2.2 同面阵列电容成像技术敏感场研究
2.2.1 ECT敏感场的数学描述
2.2.2 ECT的正问题
2.2.3 ECT的逆问题
2.2.4 敏感场的“软场”特性描述
2.3 图像重建算法
2.3.1 图像重建准则
2.3.2 图像重建算法
2.4 同面阵列电容成像系统
2.5 本章小结
第3章 同面阵列电容传感器的敏感场建模与分析
3.1 基于有限元法的敏感场求解
3.1.1 有限元法概述
3.1.2 同面阵列电极敏感场计算
3.2 基于ANSYS的敏感场建模
3.3 敏感场的分层划分研究
3.4 敏感场的分块划分研究
3.5 介电常数对灵敏度矩阵的影响
3.6 本章小结
第4章 基于同面阵列电容成像技术的检测实验
4.1 空/满场设定方法研究
4.1.1 空场设定方法研究
4.1.2 基于被测物场旋转的空满场设定
4.2 检测系统的性能探究实验
4.2.1 缺陷间的识别距离
4.2.2 识别的最小缺陷
4.3 移动测量探究实验
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于修正隐式Landweber方法的ECT图像重建算法[J]. 陈宇,李洪宇,夏宗基. 计算机工程. 2018(01)
[2]电容成像无损检测实验平台的开发[J]. 殷晓康,李晨,李振,李伟,陈国明. 实验技术与管理. 2017(03)
[3]先进复合材料是建设航天强国的物质基础和保障——专访我国力学和复合材料专家杜善义院士[J]. 陈晓丽,张太胜. 中国航天. 2017(01)
[4]基于ANSYS的平面电容传感器阵列三维仿真研究[J]. 刘泽良,温银堂,梁希,李慧剑. 传感器与微系统. 2016(04)
[5]一种基于禁忌搜索的电容层析成像图像重建算法[J]. 于金平,陈德运,王莉莉. 哈尔滨理工大学学报. 2016(01)
[6]高频电磁涡流检测系统及实验研究[J]. 郭太平,裘进浩,程军,季宏丽,彭俊华. 国外电子测量技术. 2015(11)
[7]同面8电极电容传感器灵敏度与激励信号的关系研究[J]. 朱兵,董恩生,孙超,宫剑. 仪表技术与传感器. 2015(10)
[8]最大熵准则识别材料疲劳寿命分布[J]. 王宇,李洪双. 航空工程进展. 2015(03)
[9]先进复合材料在飞机结构中的应用[J]. 孙振起,吴安如. 材料导报. 2015(11)
[10]红外热成像检测技术研究现状及发展趋势[J]. 刘元林,梅晨,唐庆菊,芦玉梅. 机械设计与制造. 2015(06)
博士论文
[1]电阻抗（ECT/ERT）双模态层析成像技术研究[D]. 何永勃.天津大学 2006
硕士论文
[1]基于卡尔曼算法的ECT数据采集系统研究与设计[D]. 杨婷.哈尔滨理工大学 2017
[2]基于电容敏感机理的飞机复合材料检测方法研究[D]. 王挺.中国民航大学 2013
本文编号：3173741
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
1.2 常用无损检测技术
1.2.1 液体渗透检测技术
1.2.2 超声检测技术
1.2.3 涡流检测技术
1.2.4 工业计算机断层成像技术
1.2.5 热红外检测技术
1.3 电容成像技术发展现状
1.3.1 ECT技术国内外发展现状
1.3.2 同面阵列电容成像技术国内外发展现状
1.4 本文的主要研究内容
第2章 同面阵列电容成像传感及系统
2.1 同面阵列电容传感器的工作原理
2.1.1 同面电容传感器的边缘效应
2.1.2 同面电容传感器的感应原理
2.2 同面阵列电容成像技术敏感场研究
2.2.1 ECT敏感场的数学描述
2.2.2 ECT的正问题
2.2.3 ECT的逆问题
2.2.4 敏感场的“软场”特性描述
2.3 图像重建算法
2.3.1 图像重建准则
2.3.2 图像重建算法
2.4 同面阵列电容成像系统
2.5 本章小结
第3章 同面阵列电容传感器的敏感场建模与分析
3.1 基于有限元法的敏感场求解
3.1.1 有限元法概述
3.1.2 同面阵列电极敏感场计算
3.2 基于ANSYS的敏感场建模
3.3 敏感场的分层划分研究
3.4 敏感场的分块划分研究
3.5 介电常数对灵敏度矩阵的影响
3.6 本章小结
第4章 基于同面阵列电容成像技术的检测实验
4.1 空/满场设定方法研究
4.1.1 空场设定方法研究
4.1.2 基于被测物场旋转的空满场设定
4.2 检测系统的性能探究实验
4.2.1 缺陷间的识别距离
4.2.2 识别的最小缺陷
4.3 移动测量探究实验
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于修正隐式Landweber方法的ECT图像重建算法[J]. 陈宇,李洪宇,夏宗基. 计算机工程. 2018(01)
[2]电容成像无损检测实验平台的开发[J]. 殷晓康,李晨,李振,李伟,陈国明. 实验技术与管理. 2017(03)
[3]先进复合材料是建设航天强国的物质基础和保障——专访我国力学和复合材料专家杜善义院士[J]. 陈晓丽,张太胜. 中国航天. 2017(01)
[4]基于ANSYS的平面电容传感器阵列三维仿真研究[J]. 刘泽良,温银堂,梁希,李慧剑. 传感器与微系统. 2016(04)
[5]一种基于禁忌搜索的电容层析成像图像重建算法[J]. 于金平,陈德运,王莉莉. 哈尔滨理工大学学报. 2016(01)
[6]高频电磁涡流检测系统及实验研究[J]. 郭太平,裘进浩,程军,季宏丽,彭俊华. 国外电子测量技术. 2015(11)
[7]同面8电极电容传感器灵敏度与激励信号的关系研究[J]. 朱兵,董恩生,孙超,宫剑. 仪表技术与传感器. 2015(10)
[8]最大熵准则识别材料疲劳寿命分布[J]. 王宇,李洪双. 航空工程进展. 2015(03)
[9]先进复合材料在飞机结构中的应用[J]. 孙振起,吴安如. 材料导报. 2015(11)
[10]红外热成像检测技术研究现状及发展趋势[J]. 刘元林,梅晨,唐庆菊,芦玉梅. 机械设计与制造. 2015(06)
博士论文
[1]电阻抗（ECT/ERT）双模态层析成像技术研究[D]. 何永勃.天津大学 2006
硕士论文
[1]基于卡尔曼算法的ECT数据采集系统研究与设计[D]. 杨婷.哈尔滨理工大学 2017
[2]基于电容敏感机理的飞机复合材料检测方法研究[D]. 王挺.中国民航大学 2013
本文编号：3173741
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3173741.html
