枪管超声检测技术研究与系统设计
发布时间：2022-02-09 11:08
枪管是枪支的主要组成构件，其具有结构复杂的特点。枪管质量的好坏直接影响枪的使用安全性、射击精度和使用寿命。按照当前大多数枪管生产企业的现有生产工艺，枪管在生产过程中可能出现裂纹、气孔、夹渣等缺陷，因此本课题设计开发了一套枪管超声自动检测系统，来提高产品的质量。由于枪管的结构特点，在进行枪管超声缺陷检测时会产生膛线波干扰信号，对缺陷信号的准确识别产生了很大的影响。本文在传统手动超声无损检测的基础上，根据枪管的结构特点与缺陷类型，提出了使用多探头综合探伤法——利用直射检测法与超声爬波检测法，进行枪管的缺陷检测，该方法具有很好的通用性和较高的灵敏度。本文通过分析膛线波干扰信号的波形特点，比较其与缺陷信号的差异，根据回波信号的能量特征提出了能量损耗补偿算法；采用滑动平均滤波法消除了膛线波的纹波干扰信号，有效地提取出叠加在膛线波中的缺陷信号，并通过对三个通道的检测结果进行综合分析、判别，实现了对枪管缺陷类型的正确判定，验证了上述算法在枪管缺陷检测中的可行性。原理性试验结果表明所设计的系统满足了预期的性能指标要求。
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 超声检测研究现状
1.2.1 小径薄壁管超声检测研究现状
1.2.2 信号处理的应用现状
1.2.3 超声自动化检测研究现状
1.3 主要研究内容
2 枪管超声检测原理与方法
2.1 枪管中的常见缺陷分析
2.2 枪管探伤方法的选择
2.2.1 接触式探伤
2.2.2 水浸式探伤
2.3 枪管探伤原理的选择
2.3.1 横波斜入射检测法
2.3.2 变型横波斜射法
2.3.3 瑞利波法
2.3.4 直射检测法
2.3.5 爬波检测法
2.4 超声探头的选择
2.5 枪管检测方法的确定
2.6 枪管探伤扫查方式的选择
2.6.1 步进式
2.6.2 螺旋式
2.7 本章小结
3 枪管检测系统硬件平台的设计
3.1 枪管超声检测系统的组成
3.1.1 超声信号采集处理系统
3.1.2 超声检测机械系统的设计
3.2 数字超声发射与接收单元设计
3.2.1 超声波发射模块设计
3.2.2 超声波接收模块设计
3.3 数据采集
3.3.1 专用数据采集卡的设计
3.3.2 高速数据采集控制卡
3.4 本章小结
4 计算机与控制处理系统软件设计
4.1 软件系统概述
4.2 软件系统流程图
4.3 软件开发的关键技术
4.3.1 多线程、多任务
4.3.2 MFC 对多线程的编程
4.3.3 线程间的通信
4.3.4 TeeChart 控件实现数据曲线分析
4.4 软件编程与实现
4.4.1 游标缩放编程
4.4.2 数据存储编程
4.5 软件界面的程序实现
4.5.1 软件启动界面
4.5.2 参数设置界面
4.5.3 检测界面
4.5.4 数据保存界面
4.6 本章小结
5 信号处理算法研究与编程实现
5.1 滑动平均实现方法
5.2 滑动平均算法
5.3 膛线波特征分析
5.4 损耗补偿算法
5.4.1 膛线波与缺陷回波比较
5.4.2 膛线波信号处理
5.5 缺陷识别算法
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]小直径钢管超声波水浸法探伤分析[J]. 徐轲,卫栋,杨力能,田新新,易晓明. 焊管. 2012(01)
[2]一种微弱信号的宽带程控高增益放大器设计[J]. 王康,胡航宇,耿东晛. 单片机与嵌入式系统应用. 2011(01)
[3]超声相控阵技术在列车轮辋探伤中的应用[J]. 秦传鑫,高静涛,王超,程文明. 铁路计算机应用. 2010(10)
[4]相关算法在实时超声检测系统中的应用研究[J]. 靳霖霖,曾迎生,崔慧海. 微计算机信息. 2010(20)
[5]高性能宽带直流放大器的设计与实现[J]. 宋加磊,潘克修,陈斌,夏绪超. 军事通信技术. 2010(02)
[6]一种可编程宽带放大器的设计[J]. 赵碧杉,曾攀,谢桂辉. 电子设计工程. 2009(07)
[7]超声回波信号的小波消噪研究[J]. 何平,刘健行,赵悦,刘晓萍. 舰船电子工程. 2009(05)
[8]小型超声相控阵检测系统的研制[J]. 蔡荣东,陈世利,孙芳,靳世久. 现代科学仪器. 2009(02)
[9]小口径薄壁管中纵向缺陷的周向超声导波检测[J]. 郭秋娟,蔡桂喜,董瑞琪. 无损检测. 2009(03)
[10]相控阵超声波检测系统的设计[J]. 蔡锦达,杨翰. 微计算机信息. 2008(17)
博士论文
[1]数字化超声检测系统及关键技术研究[D]. 吴瑞明.浙江大学 2004
硕士论文
[1]钢管超声探伤复合探头的研究[D]. 李秋菊.北京交通大学 2012
[2]异形构件超声检测技术研究与系统设计[D]. 曹海军.中北大学 2011
本文编号：3616898
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 超声检测研究现状
1.2.1 小径薄壁管超声检测研究现状
1.2.2 信号处理的应用现状
1.2.3 超声自动化检测研究现状
1.3 主要研究内容
2 枪管超声检测原理与方法
2.1 枪管中的常见缺陷分析
2.2 枪管探伤方法的选择
2.2.1 接触式探伤
2.2.2 水浸式探伤
2.3 枪管探伤原理的选择
2.3.1 横波斜入射检测法
2.3.2 变型横波斜射法
2.3.3 瑞利波法
2.3.4 直射检测法
2.3.5 爬波检测法
2.4 超声探头的选择
2.5 枪管检测方法的确定
2.6 枪管探伤扫查方式的选择
2.6.1 步进式
2.6.2 螺旋式
2.7 本章小结
3 枪管检测系统硬件平台的设计
3.1 枪管超声检测系统的组成
3.1.1 超声信号采集处理系统
3.1.2 超声检测机械系统的设计
3.2 数字超声发射与接收单元设计
3.2.1 超声波发射模块设计
3.2.2 超声波接收模块设计
3.3 数据采集
3.3.1 专用数据采集卡的设计
3.3.2 高速数据采集控制卡
3.4 本章小结
4 计算机与控制处理系统软件设计
4.1 软件系统概述
4.2 软件系统流程图
4.3 软件开发的关键技术
4.3.1 多线程、多任务
4.3.2 MFC 对多线程的编程
4.3.3 线程间的通信
4.3.4 TeeChart 控件实现数据曲线分析
4.4 软件编程与实现
4.4.1 游标缩放编程
4.4.2 数据存储编程
4.5 软件界面的程序实现
4.5.1 软件启动界面
4.5.2 参数设置界面
4.5.3 检测界面
4.5.4 数据保存界面
4.6 本章小结
5 信号处理算法研究与编程实现
5.1 滑动平均实现方法
5.2 滑动平均算法
5.3 膛线波特征分析
5.4 损耗补偿算法
5.4.1 膛线波与缺陷回波比较
5.4.2 膛线波信号处理
5.5 缺陷识别算法
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]小直径钢管超声波水浸法探伤分析[J]. 徐轲,卫栋,杨力能,田新新,易晓明. 焊管. 2012(01)
[2]一种微弱信号的宽带程控高增益放大器设计[J]. 王康,胡航宇,耿东晛. 单片机与嵌入式系统应用. 2011(01)
[3]超声相控阵技术在列车轮辋探伤中的应用[J]. 秦传鑫,高静涛,王超,程文明. 铁路计算机应用. 2010(10)
[4]相关算法在实时超声检测系统中的应用研究[J]. 靳霖霖,曾迎生,崔慧海. 微计算机信息. 2010(20)
[5]高性能宽带直流放大器的设计与实现[J]. 宋加磊,潘克修,陈斌,夏绪超. 军事通信技术. 2010(02)
[6]一种可编程宽带放大器的设计[J]. 赵碧杉,曾攀,谢桂辉. 电子设计工程. 2009(07)
[7]超声回波信号的小波消噪研究[J]. 何平,刘健行,赵悦,刘晓萍. 舰船电子工程. 2009(05)
[8]小型超声相控阵检测系统的研制[J]. 蔡荣东,陈世利,孙芳,靳世久. 现代科学仪器. 2009(02)
[9]小口径薄壁管中纵向缺陷的周向超声导波检测[J]. 郭秋娟,蔡桂喜,董瑞琪. 无损检测. 2009(03)
[10]相控阵超声波检测系统的设计[J]. 蔡锦达,杨翰. 微计算机信息. 2008(17)
博士论文
[1]数字化超声检测系统及关键技术研究[D]. 吴瑞明.浙江大学 2004
硕士论文
[1]钢管超声探伤复合探头的研究[D]. 李秋菊.北京交通大学 2012
[2]异形构件超声检测技术研究与系统设计[D]. 曹海军.中北大学 2011
本文编号：3616898
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3616898.html
