基于小波分析的超声波法在混凝土检测中的应用

发布时间：2017-08-12 10:01

  本文关键词：基于小波分析的超声波法在混凝土检测中的应用

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【摘要】：混凝土材料在桥梁、隧道、海底建筑等现代建设工程中必不可少,混凝土材料的耐久性与人民的生命财产安全和国民经济的稳定发展紧密相关。因此,混凝土材料的质量检测是当前混凝土行业从事的重要研究方向。无损检测方法在混凝土的质量检测中发挥重要作用,其中基于超声波的无损检测方法因具有操作方便、检测效率高、对人体无害等优点而被广泛应用。由于使用超声波检测方法采集的信号为含噪信号,因此采用小波时频方法对该信号进行分析可有效去除噪声,提高信噪比。本文将超声波脉冲透射法和小波分析方法应用于混凝土构件的无损检测试验中,主要所做研究工作如下:(1)对超声波在混凝土中的传播特性以及脉冲透射法检测混凝土相关的理论依据做了详细介绍。由于脉冲透射法与其它检测方法相比具有不存在盲区、不易发生漏检的优点,且其在混凝土内部单程传播衰减量较小,因此选其作为混凝土等高衰减性材料的检测方法。(2)超声波探伤系统的硬件电路设计、仿真及调试。硬件电路设计主要可分为两部分:一是超声探头触发电路的设计,包括电路核心器件和高压模块的选型、电路整体工作原理的介绍以及电路的设计、仿真与调试;二是信号调理电路的设计、仿真及调试,本文将信号调理电路分为信号放大电路、全波检波电路、低通滤波电路三部分。(3)超声波检测信号的多分辨率分析。为了对试验采集的超声波检测信号进行有效的多分辨率分析,分别采用几种常见的小波基函数对超声波检测信号进行多分辨率分析,并将分析结果进行逐一比较得出采用Sym8小波函数时,最能有效保留超声检测信号中的特征信息。因次,本文选定Sym8小波为最适合对超声波检测信号进行处理的小波基函数,并在其基础上确定了最优分解尺度为4。(4)超声波探伤系统的软件设计。在MATLAB软件平台上,对超声波检测信号分别采用不同阈值规则进行降噪处理并做出比较,选出一种具有最佳去噪效果的阈值方法。采用小波阈值降噪对超声波检测信号处理所得信号信噪比提高,有助于后续缺陷识别工作的进行。
【关键词】：无损检测 超声波探伤 脉冲透射法 小波分析 阈值去噪
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528.07;TB559
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 课题研究背景12-13
• 1.2 课题研究目的及意义13-16
• 1.3 课题发展现状及趋势16-19
• 1.4 课题主要研究内容19
• 1.5 论文的组织结构19-21
• 第2章 超声波检测法基本理论21-32
• 2.1 超声波的基本概念21-22
• 2.1.1 超声波波型分类21-22
• 2.2 超声波探伤所用探头22-24
• 2.2.1 压电效应22-23
• 2.2.2 压电材料23
• 2.2.3 超声探头23-24
• 2.3 超声波在混凝土中的传播特性24-26
• 2.4 超声波法检测混凝土缺陷的理论依据26-29
• 2.5 超声波检测方法分类及特点比较29-31
• 2.5.1 脉冲反射法29-30
• 2.5.2 脉冲透射法30
• 2.5.3 脉冲反射法与透射法的特点比较30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第3章 超声波探伤硬件电路设计32-48
• 3.1 超声探头触发电路32-41
• 3.1.1 超声探头触发电路设计33
• 3.1.2 超声探头触发电路工作原理33-35
• 3.1.3 电路器件的选用35-38
• 3.1.4 超声探头触发电路的仿真38-39
• 3.1.5 超声探头触发电路实验39-41
• 3.2 信号调理电路41-47
• 3.2.1 信号放大电路41-43
• 3.2.2 全波检波电路43-45
• 3.2.3 低通滤波电路45-47
• 3.3 本章小结47-48
• 第4章 小波分析基本理论48-61
• 4.1 连续小波变换48-49
• 4.2 离散小波变换49-50
• 4.3 小波多分辨率分析50-51
• 4.4 小波包分析51
• 4.5 常用的小波基函数51-53
• 4.6 小波基的特性53-55
• 4.7 小波基的选取55-57
• 4.8 尺度的确定57
• 4.9 超声波检测信号的小波多分辨率分析57-60
• 4.10 本章小结60-61
• 第5章 混凝土缺陷超声波检测信号的小波分析61-68
• 5.1 小波去噪原理61
• 5.2 小波去噪方法61-63
• 5.2.1 阈值量化62
• 5.2.2 阈值选取规则62-63
• 5.3 超声波检测信号经不同阈值规则去噪结果比较63-67
• 5.4 本章小结67-68
• 总结与展望68-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况73-74
• 致谢74-75

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本文编号：660986