基于合成孔径的焊缝超声成像方法研究

发布时间：2023-02-21 09:33

　　超声波检测技术是而今世界上应用最普遍,利用最频繁,成长最迅速的无损检测方式之一。主要是基于超声波的声学特性,其在物体内部传播过程中遇到结构异常部位会反射返回到接收端,根据回波信号的幅值高低判断缺陷的存在和性质。焊缝超声检测系统主要通过控制超声探头中各晶片单元组发射和接受的延时相位,得到不同深度的聚焦以及不同角度的声束,得到完整的缺陷检测图像。目前有关于焊缝的超声波检测成像技术已经成为一个热点,并且开始从实验室走向工业应用领域。本文基于焊缝超声波检测与成像原理,从提高检测分辨力和改良成像质量方面进行展开研究。首先论述了焊缝超声波检测的相关理论知识,包括超声波的基础知识,焊缝超声检测的基本原理,以及超声波的声场特性。通过分析超声波的声场的声源尺寸,声波波长以及信号频率与声场之间的关系,为后面的超声波成像提供理论基础。最后分析了超声波成像的特性,成像出现偏差的原因以及成像质量的评价因素,为后面图像评价提供依据以及参考标准。其次讨论研究了合成孔径聚焦技术的相关基础理论知识。介绍了用于不同发射接收方式的合成孔径方法,同时也分析合成孔径成像算法和时侯延时聚焦聚焦过程。最后分析讨论了集中控制声束的手...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 无损检测技术概述
        1.2.1 超声检测方法
        1.2.2 射线检测方法
        1.2.3 磁粉检测法
        1.2.4 渗透检测方法
        1.2.5 涡流检测方法
    1.3 超声无损检测技术
        1.3.1 超声相控阵成像技术
        1.3.2 衍射时差法超声成像技术(TOFD)
        1.3.3 超声导波检测技术
        1.3.4 电磁超声检测技术
    1.4 合成孔径国内外研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 本文研究意义与主要内容
第2章 焊缝的超声检测与成像理论
    2.1 超声波声学基础
        2.1.1 超声波的特性
        2.1.2 超声场及其特征量
        2.1.3 超声波的声场特性
    2.2 焊缝的超声检测
        2.2.1 焊接加工及其缺陷
        2.2.2 焊缝超声检测基本原理
        2.2.3 超声成像方法
    2.3 焊缝超声波检测的成像特性
        2.3.1 检测系统主要性能指标
        2.3.2 伪像问题
        2.3.3 超声成像误差分析
    2.4 本章小结
第3章 合成孔径聚焦技术
    3.1 合成聚焦超声成像原理
    3.2 合成孔径成像方法
        3.2.1 合成孔径聚焦方式
        3.2.2 多阵元合成孔径聚焦方式
        3.2.3 合成接收孔径聚焦方式
        3.2.4 合成聚焦方式
        3.2.5 合成发射孔径聚焦方式
    3.3 合成孔径成像算法
        3.3.1 时间延迟的计算
        3.3.2 时延聚焦的实现
    3.4 波束控制方法
        3.4.1 幅度变迹
        3.4.2 动态孔径
    3.5 本章小结
第4章 基于合成孔径的焊缝超声检测与成像
    4.1 合成孔径聚焦算法处理超声检测的线扫数据的波束仿真
    4.2 实验系统介绍
        4.2.1 超声波探头
        4.2.2 信号处理系统
        4.2.3 配置(Configuration)
        4.2.4 参数(Parameters)
        4.2.5 采集(Acquisition)
    4.3 焊缝检测的超声实验
        4.3.1 实验与数据提取
        4.3.2 实验结果及分析
    4.4 小结
第5章 总结和展望
参考文献
攻读硕士期间已发表的论文及科研成果
致谢



本文编号：3747504