固体材料密度超声检测技术研究

发布时间：2017-03-22 05:14

  本文关键词：固体材料密度超声检测技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 材料的检测与评价对于控制和改进生产过程中的产品质量,保证材料、零件和产品的可靠性以及提高生产效率等都起着关键性作用。目前对于材料缺陷检测的方法是很多,由于超声波无损检测方法除具有穿透能力强、设备简单、使用条件和安全性好、检测范围广等根本性的优点外,还具有声束细、声能集中、分辨力和信噪比高等优点,并且可以得到缺陷的横截面图,有望实现对缺陷的尺寸和形状的准确分析,并结合缺陷的分布状态判定缺陷的性质,为改进制备工艺提供参考。因此本文就在研究超声检测技术的基础上,提出了一种新的缺陷检测方法——超声密度检测方法,进而对固体材料进行缺陷检测。 本论文在深入研究超声波信号波动特性的基础上,通过超声信号波动方程探寻声速与密度直接的关系,进而绘制二维密度图来直观地对材料进行缺陷评价。同时通过对超声探伤系统进行了改进——用CPLD实时处理系统代替原来的超声信号采集卡,不但实现了速度快、测量精度高的优点,而且极大地提高了其测量速度,完全满足了实时性的要求。 本文主要从以下几个方面的内容进行了研究和探讨: 1、对超声信号波动特性进行了理论研究分析,推导了密度和波速之间的关系,为实验设计奠定理论基础。 2、通过对超声检测技术实现方法的比较,确定本课题采用水浸脉冲反射方法进行超声探伤。 3、鉴于对超声测速方法(传统的基于厚度测速法和与厚度无关的反射板测速法(简称TIRP法))原理的比较,确定用TIRP法进行声速的测量,并且在此基础上,设计出来了测量模型。 4、为了实现系统实时性的要求,应用CPLD方法对固体材料密度超声检测系统核心部分——实时处理系统进行了设计,另外对于各个模块的功能进行了详细的说明和仿真,通过其波形图的输出,可以看出所设计系统的可行性。 5、在所设计的超声检测系统的基础之上,对非金属材料——玻璃板进行了实验,结果得到了其二维密度平面图,从而证明了我们所设计系统的合理性,另外也对应用材料密度和超声信号之间的关系对材料缺陷进行检测的方法也进行了进一步的证明。 6、通过使用CPLD实时处理系统对数据进行采集和处理,使得我们数据的处理速度也得到了提高,通过实验我们可知应用A/D采集卡进行数据点(80*40)的采集和处理需要10分钟左右,通过实时处理系统只需要一分钟左右,极大地提高了实时检测速度。
【关键词】：超声无损检测 声速测量 TIRP法 CPLD
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH878.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1、绪论10-22
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 本课题相关技术的研究现状12-19
• 1.2.1 无损评估与无损检测技术的研究现状12-17
• 1.2.2 超声波密度检测技术的研究现状17-19
• 1.3 本课题研究的主要内容19-22
• 2、固体超声波密度检测的基本原理22-37
• 2.1 超声波基本理论22-23
• 2.2 超声波检测理论及实现技术23-24
• 2.3 超声波无损检测常用方法及实现技术24-28
• 2.4 超声密度检测原理28-35
• 2.4.1 无限弹性介质中声波的波动方程28-31
• 2.4.2 固体密度检测原理31-35
• 2.4.3 固体缺陷检测原理35
• 2.5 本章小结35-37
• 3、检测系统结构设计37-52
• 3.1 固体材料密度超声检测系统总体结构设计37-42
• 3.1.1 二维电机控制系统37-40
• 3.1.2 超声发射、接收系统40-41
• 3.1.3 超声探伤系统41-42
• 3.2 密度超声检测实时处理系统42-50
• 3.2.1 模块设计原理42-44
• 3.2.2 密度超声检测实时处理系统设计44-46
• 3.2.3 密度超声检测实时处理系统硬件说明46-50
• 3.3 可编程逻辑芯片的选择50-51
• 3.4 本章小结51-52
• 4、试验与结论52-57
• 4.1 试验样品制作52
• 4.2 检测方法52-53
• 4.3 检测波形图53-56
• 4.4 结果分析56
• 4.5 本章小结56-57
• 结束语与展望57-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的成果63-64
• 致谢64

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 许红;基于超声波的聚合物熔体物性关键参数测量方法的研究[D];北京化工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 李政;曲面合金材料构件超声自动检测系统研究[D];中北大学;2011年

2 程向梅;304不锈钢氢损伤和敏化程度的超声无损评价[D];大连理工大学;2012年

3 钟龙;高温高压下基于超声波响应特性对聚合物熔体密度测量方法的研究[D];北京化工大学;2012年

  本文关键词：固体材料密度超声检测技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：260940