超声自聚焦线阵声场分析及检测应用
发布时间：2021-11-28 17:44
复杂回转构件在电力、航空航天、管道运输等多个领域都具有较为广泛的应用,但回转构件的锻压加工可能产生内部缺陷,需要快速高效的检测手段,保证其可靠性。超声相控阵检测技术可以在不移动或少移动换能器的情况下灵活的实现声束的偏转和聚焦,在管棒材检测方面应用广泛。回转构件中可能同时存在环向和轴向缺陷,但是传统超声线阵换能器只能在阵元短轴方向实现电子聚焦,在阵元长轴方向无法实现聚焦,因此难以同时检测出环向和轴向缺陷,需要通过专用楔块或改变探头布置方向,来分步检测环纵向缺陷,费时费力,导致生产效率较低。针对上述问题,本文采用自聚焦线阵换能器,搭建复杂回转构件自聚焦检测平台,实现对复杂回转构件的快速检测。理论方法方面,针对自聚焦线阵换能器声场计算方法和分布特征开展研究,拓展了非近轴近似高斯声束叠加方法用来计算自聚焦线阵辐射声场,为验证该方法的有效性,与瑞利积分数值方法进行精度和效率比较。在此基础上,利用该理论方法来对比分析传统线阵和自聚焦线阵焦点强度、焦点尺寸和焦柱长度等参数随偏转角度变化的分布特征。实际工程应用方面,搭建了复杂回转构件自聚焦检测平台,从硬件和软件两方面对检测平台进行设计,实现复杂回转构...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
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[9]The focus steering for high intensity focused ultrasound phased array based on real-time phase shift calculation[J]. WANG Junlin~(1,2) WANG Xiaodong~1 XIAO Ling~1 (1 Medical Acoustics Laboratory,Institute of Acoustics,Chinese Academy of Sciences Beijing 100190) (2 Graduate School of the Chinese Academy of Sciences Beijing 100190). Chinese Journal of Acoustics. 2012(01)
[10]界面条件下线型超声相控阵声场特性研究[J]. 孙芳,曾周末,王晓媛,靳世久,詹湘琳. 物理学报. 2011(09)
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]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
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[4]超声波无损检测技术应用研究[D]. 索会迎.南京邮电大学 2012
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[8]超声相控阵成像技术研究[D]. 吕庆贵.中北大学 2009
[9]超声相控阵技术及其应用研究[D]. 燕会明.中北大学 2008
[10]超声相控阵系统中高精度触发系统研究[D]. 杨斌.中北大学 2007
本文编号：3524868
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．４线扫描原理图??Ｆｉｇ．?１．４?Ｌｉｎｅ?ｓｃａｎ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??图１．５为扇扫描示意图，扇扫描时采用相同的一组阵元，在同一聚焦深度的情况下，??
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?第二章超声自聚焦线阵换能器声场分析???图２．８?Ｘ－Ｙ平面计算位置??Ｆｉｇ．?２．８?Ｘ－Ｙ?ｐｌａｎｅ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ??５１￣￣■￣￣——???５１．?＝ｎ??—普通换能器?）—普通换能器??４?ｌ＼?——白％焦换能２竭?４?丨，丨?——自聚焦换能器｜??翅?３?．?Ａ?３?■?Ａ??？八?Ａ????ｖｗ—：??？２０?－１０?０?１０?２０?３０?４０?－２０?０?２０?４０??ｙ?（ｍｍ）?ｙ?（ｍｍ）??（ａ）离轴Ｙ方向质点振动幅度分布（Ｚ＝３５ｍｍ）?（ｂ）离轴Ｙ方向质点振动幅度分布（Ｚ＝３０ｍｍ）??５?．?????４?——普通换能器??４?Ａ?——自聚焦换能＃??＾?３＇?Ｉ??？２．?Ａ??［ＬＪｉ：??．??－２０?０?２０?４０??ｙ?（ｍｍ）??（ｃ）离轴Ｙ方向质点振动幅度分布（Ｚ＝２５ｍｍ）??图２．９离轴Ｙ方向质点振动幅度分布??Ｆｉｇ．?２．９?Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｖｉｂｒａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｏｆｆ－ａｘｉｓ?Ｙ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ??２１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]国内外超声相控阵检测仪器性能测试评价标准比较与分析[J]. 张君娇,郑晖,潘强华,朱雨虹,杨齐. 无损检测. 2017(05)
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[5]超声相控阵检测技术研究进展[J]. 王永兵,侯静,李志国. 中国化工装备. 2012(06)
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[8]定量无损检测不确定度的软校准方法[J]. 姚力. 无损检测. 2012(07)
[9]The focus steering for high intensity focused ultrasound phased array based on real-time phase shift calculation[J]. WANG Junlin~(1,2) WANG Xiaodong~1 XIAO Ling~1 (1 Medical Acoustics Laboratory,Institute of Acoustics,Chinese Academy of Sciences Beijing 100190) (2 Graduate School of the Chinese Academy of Sciences Beijing 100190). Chinese Journal of Acoustics. 2012(01)
[10]界面条件下线型超声相控阵声场特性研究[J]. 孙芳,曾周末,王晓媛,靳世久,詹湘琳. 物理学报. 2011(09)
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]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]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
[2]大型回转工件超声自动检测系统设计与实现[D]. 张振.南京理工大学 2014
[3]超声相控阵检测与成像技术的研究[D]. 胡志南.华南理工大学 2013
[4]超声波无损检测技术应用研究[D]. 索会迎.南京邮电大学 2012
[5]超声相控阵钢轨探伤方法研究[D]. 邬以三.华南理工大学 2011
[6]超声相控阵检测系统图像处理和成像技术的研究[D]. 张聪颖.天津大学 2010
[7]超声相控阵检测关键技术的研究[D]. 程继隆.南京航空航天大学 2010
[8]超声相控阵成像技术研究[D]. 吕庆贵.中北大学 2009
[9]超声相控阵技术及其应用研究[D]. 燕会明.中北大学 2008
[10]超声相控阵系统中高精度触发系统研究[D]. 杨斌.中北大学 2007
本文编号：3524868
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