基于聚焦时反的钢板Lamb波成像检测技术研究

发布时间：2017-05-24 09:12

  本文关键词：基于聚焦时反的钢板Lamb波成像检测技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钢板被广泛用于军事、航空航天、汽车、化工等诸多领域,由于其在制造和使用过程中不可避免的会出现腐蚀、裂纹等缺陷,因此其生产质量和使用寿命对相关设备安全运行具有重要影响。本文针对大面积钢板检测可视化的实际需要,基于时间反转成像原理,利用超声波相控阵合成孔径聚焦技术,研究了一种基于聚焦时反的钢板Lamb波超声成像检测方法。在此基础上,通过MATLAB信号处理和COMSOL有限元仿真,实现了钢板缺陷的二维成像,为金属板材缺陷的可视化检测提供了一种新方法。论文主要研究工作包括:(1)介绍了超声检测理论、超声相控阵检测理论以及时间反转理论,研究了一种新的基于线性阵列聚焦-时间反转(Linear Array Focusing Time Reversal,简写为LAFTR)的超声成像检测方法,推导了其理论模型,并给出了其在钢板探伤中的方法步骤。(2)基于LAFTR超声成像检测方法,利用MATLAB对线性阵列的激励源、聚焦模式、参与聚焦的阵元数以及聚焦间距等参数进行了优化,在此基础上,结合实验条件,选择最优阵列参数,并利用COMSOL软件对聚焦效果和成像质量的影响因素进行仿真计算,同时通过物理实验对仿真结果进行验证。(3)研究了缺陷回波信号的小波去噪、时间反转等信号处理方法,针对单一缺陷、非中心缺陷和双缺陷等不同缺陷形态,采用LAFTR超声检测系统,分别进行了钢板缺陷的成像质量分析。结果表明,该成像系统的横向分辨率为10mm,纵向分辨率可依据不同的激励持续时间以及声速来确定。
【关键词】：时间反转成像 线性阵列 Lamb波检测 聚焦偏转技术 无损检测
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-14
• 1.1 课题来源8
• 1.2 立题背景和意义8-9
• 1.3 研究历史和现状9-13
• 1.3.1 国内外对超声相控阵成像的研究历史9-10
• 1.3.2 国内外对超声相控阵成像的研究现状10-11
• 1.3.3 国内外对时间反转镜成像的研究起源11-12
• 1.3.4 时间反转镜技术在超声成像领域的研究现状12-13
• 1.4 本文的主要工作13-14
• 第2章 聚焦时反超声检测基础理论14-33
• 2.1 超声相控阵检测理论14-21
• 2.1.1 Lamb波检测（惠更斯原理）14-16
• 2.1.2 超声声场特性16-17
• 2.1.3 相控阵传感器17-19
• 2.1.4 相控阵聚焦偏转理论19-21
• 2.2 时间反转成像理论21-23
• 2.3 基于聚焦技术的时反理论23-32
• 2.3.1 相控阵聚焦技术仿真分析24-26
• 2.3.2 LAFTR技术理论推导26-30
• 2.3.3 LAFTR超声检测成像方法探伤步骤30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 基于LAFTR技术的成像模型33-54
• 3.1 有限元方法33-38
• 3.1.1 基本方程33-35
• 3.1.2 边界条件35-36
• 3.1.3 指向性函数36-38
• 3.2 LAFTR模型参数优化38-51
• 3.2.1 激励源38-41
• 3.2.2 仿真边界条件41-42
• 3.2.3 聚焦模式42-44
• 3.2.4 聚焦阵元44-49
• 3.2.5 阵元间距49-51
• 3.3 LAFTR模型51-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第4章 LAFTR数据处理及成像54-68
• 4.1 数据预处理54-62
• 4.1.1 短时傅里叶变换54-57
• 4.1.2 小波变换滤波57-62
• 4.2 数据时反62-66
• 4.3 图像处理（灰度图像处理法）66
• 4.4 本章小结66-68
• 第5章 LAFTR成像结果分析与验证68-79
• 5.1 LAFTR成像结果分析68-73
• 5.2 LAFTR成像检测系统的实验研究73-76
• 5.2.1 LAFTR成像检测系统73-74
• 5.2.2 实验研究与结果分析74-76
• 5.3 空间分辨率76-77
• 5.4 本章小结77-79
• 第6章 总结与展望79-81
• 6.1 全文总结79-80
• 6.2 工作展望80-81
• 参考文献81-85
• 致谢85

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 曲萍;;入侵检测技术研究综述[J];合作经济与科技;2010年12期

2 王晓平;;恶意代码的入侵检测技术研究[J];哈尔滨职业技术学院学报;2010年03期

3 杨泽雪;张海英;王丁;;基于相关性理论的弱点目标检测技术研究[J];黑龙江工程学院学报;2007年02期

4 马峥屹;李军;;入侵检测技术研究[J];光盘技术;2007年05期

5 罗磊;;基于模糊理论的入侵检测技术研究[J];中国水运(下半月);2008年12期

6 王传林;史军;周丹平;;网络可疑行为检测技术研究[J];保密科学技术;2010年02期

7 杨锋;;基于云计算的深度包检测技术研究[J];电子设计工程;2011年22期

8 李楠;王培英;;入侵检测技术研究[J];无线互联科技;2013年04期

9 傅尤章;“可燃药筒无损检测技术研究”通过部级技术鉴定[J];兵工自动化;1993年01期

10 赵海涛,扈延光,王军,王智;入侵检测技术研究现状和趋势分析[J];情报理论与实践;2002年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 柳丽卿;王永振;刘军;;碱性过氧化氢溶液集成式检测技术研究[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年

2 王新辉;;基于事件关联分析的入侵检测技术研究[A];第二届全国信息安全等级保护测评体系建设会议论文集[C];2012年

3 胡扬俊;陈国庆;朱纯;张咏;孔凡标;李润;;橙汁饮品的荧光光谱检测技术研究[A];黑龙江、江苏、山东、河南、江西 五省光学（激光）联合学术‘13年会论文（摘要）集[C];2013年

4 李慧娟;;发动机复合材料新型无损检测技术研究[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年

5 吴文荣;黄燕华;吴倩;;精密靶装配在线显微视觉检测技术研究[A];第九届中国核靶技术学术交流会摘要集[C];2007年

6 安力;陈渊;郭海萍;郑普;王新华;何铁;牟云峰;杨小飞;朱传新;;伴随粒子法爆炸物检测技术研究[A];第七届全国核仪器及其应用学术会议暨全国第五届核反应堆用核仪器学术会议论文集[C];2009年

7 朱文玲;;砭石美容笔的研制开发[A];2006全国砭石与刮痧疗法学术研讨会论文汇编[C];2006年

8 应义斌;于海燕;;农产品品质无损检测技术研究进展[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第四分册[C];2005年

9 王丽萍;肖洒;;宇宙射线μ子成像检测技术研究进展[A];第十六届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集（下册）[C];2012年

10 谭强;罗莉;沈雁;;基于网络信息流挖掘的入侵检测技术研究[A];第二十届全国数据库学术会议论文集（技术报告篇）[C];2003年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 本报记者　董敬民　　霍伟　　张东;建设高层次科技人才群体[N];中国国门时报;2005年

2 温志海;丁新;技术当先攻克壁垒[N];中国国门时报;2002年

3 岳巧云　吴硕;国家下拨3000万元支持研究应用[N];中山日报;2011年

4 刘如春 邱杰;基桩倾斜无损检测技术研究获成功[N];广东科技报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 陈香维;猕猴桃近红外光谱无损检测技术研究[D];西北农林科技大学;2009年

2 刘方武;激光诱导荧光微生物检测技术研究[D];中国科学院研究生院（上海技术物理研究所）;2014年

3 钟声;Multi-h CPM同步及序列检测技术研究[D];中国工程物理研究院;2014年

4 吕常魁;面向药业质量控制的目标跟踪与缺陷检测技术研究[D];南京航空航天大学;2005年

5 徐慧;基于免疫机理的入侵检测技术研究[D];南京理工大学;2006年

6 苏东奇;光学面形绝对检测技术研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2013年

7 高洪博;指令诱发型硬件木马检测技术研究[D];解放军信息工程大学;2013年

8 郝魁红;基于低能射线多相管流检测技术研究[D];天津大学;2004年

9 朱硕;大口径光学平面镜面形检测技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 原天龙;工业锅炉泄漏声发射检测技术研究[D];昆明理工大学;2015年

2 马殿东;高速铁路多层线下结构病害探地雷达检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 杨海龙;多层板材电磁无损检测技术研究[D];电子科技大学;2015年

4 丁雪龙;高速公路团雾检测技术研究[D];南京理工大学;2015年

5 刘利圣;无芯片射频识别标签结构与检测技术研究[D];西南科技大学;2015年

6 周陆军;基于声学共振谱的复杂结构质量检测技术研究[D];南京大学;2014年

7 舒胤明;基于非包还原的恶意代码检测技术研究[D];电子科技大学;2014年

8 唐棠;基于旁路分析的硬件木马检测技术研究[D];电子科技大学;2014年

9 赵鹏;反射式近红外小麦水分检测技术研究[D];河南工业大学;2015年

10 赵敬晓;紫外—可见光谱法水质COD检测技术研究[D];重庆大学;2015年

  本文关键词：基于聚焦时反的钢板Lamb波成像检测技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：390352