水浸超声自动检测成像系统研究
发布时间：2021-05-18 21:42
超声无损检测作为最为重要的无损检测技术之一,广泛应用在各个工业生产领域中。传统超声手工检测,存在效率低、判伤难和可靠性差等缺点。本文利用超声检测技术、自动控制技术、数据采集与处理技术和超声成像技术等,研发了一种水浸超声自动检测成像系统。为了提高超声检测的效率,设计了三轴自动扫查系统,分析了扫查步长与电机运动的关系,研究了交流伺服电机控制技术以及超声数据采集技术,实现了水浸超声检测的自动扫查与数据实时采集。针对超声检测结果不直观,缺陷定位和定量难等问题,基于labWindows/CVI平台开发了水浸超声检测软件成像系统,分析了超声数字成像方法和信号存储处理技术,完成了扫查回零、限位等功能的开发,实现了水浸超声自动检测并实时成像,检测结果更加直观。为了提高超声检测的可靠性,利用声场仿真技术分析了水浸超声实际检测过程,建立并仿真了水浸超声检测探头发射声场。对超声波的产生以及传播规律进行分析,基于多元高斯声束理论,描述超声波的产生和传播过程,建立了超声探头发射声场的仿真模型,分别计算了探头在水中,钢中以及水钢分层介质中的声场分布。通过改变探头参数,得到水浸超声检测中最佳的检测参数,使得待检测工...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水浸超声自动检测成像技术国内外研究进展
1.2.2 超声声场仿真技术国内外研究进展
1.3 主要研究内容和技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 水浸超声自动检测成像系统方案
2.1 水浸超声自动检测成像物理基础
2.1.1 超声波声场
2.1.2 超声波在分层介质中的传播
2.1.3 超声扫描成像原理
2.2 水浸超声自动检测成像系统总体方案
2.2.1 系统需求分析
2.2.2 系统总体方案
2.3 本章小结
3 水浸超声自动检测成像系统软硬件开发
3.1 水浸超声自动检测成像硬件系统
3.1.1 自动扫查系统
3.1.2 信号激励与接收系统
3.2 水浸超声自动检测成像软件系统
3.2.1 软件设计的开发环境
3.2.2 探头扫查轨迹控制
3.2.3 数据采集及通信
3.2.4 数据处理与存储
3.2.5 超声成像
3.3 检测策略
3.4 本章小结
4 水浸超声检测探头声场仿真
4.1 高斯声束模型
4.1.1 近轴方程
4.1.2 单高斯声束的传播
4.1.3 多元高斯声束叠加计算探头发射声场
4.2 仿真结果与实验验证
4.2.1 仿真结果
4.2.2 实验验证
4.3 本章小结
5 系统调试与实验
5.1 数据处理验证实验
5.2 系统通讯实验
5.3 扫描成像实验
5.4 成像误差
5.4.1 成像误差计算
5.4.2 成像误差分析
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]收运车机械手执行机构多目标优化设计[J]. 易滨林,刘江南,张文博,桂科. 机械设计. 2018(03)
[2]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)
[3]机械裂纹无损检测方法综述[J]. 周志新. 机电工程. 2017(10)
[4]超声检测技术在煤矿机电设备安全检测中的应用分析[J]. 许鲁芳. 山东工业技术. 2017(18)
[5]可控超声探伤仪自动检定系统的研究与实现[J]. 孙景峰,刘慧英,舒蓉,魏开利. 机械科学与技术. 2017(07)
[6]材料早期损伤的非线性超声诊断[J]. 门平,董世运,康学良,国瑞,闫世兴. 仪器仪表学报. 2017(05)
[7]超声波无损检测技术应用[J]. 赵明. 山东工业技术. 2017(08)
[8]基于Matlab的超声场可视化研究及GUI仿真模拟[J]. 谭智源,沈洋,游泳. 中国市场. 2017(06)
[9]煤矿机械设备超声检测技术的应用研究[J]. 刘毅. 矿山机械. 2017(01)
[10]一种新型数字水浸超声探伤系统的研制[J]. 徐菲菲,柏松,袁志刚. 中国设备工程. 2017(01)
博士论文
[1]曲面工件自动超声检测中若干关键问题的研究[D]. 李雄兵.浙江大学 2008
硕士论文
[1]锻钢超声波水浸探伤及三维成像技术研究[D]. 陈尧.安徽工业大学 2016
[2]螺旋焊缝超声波自动检测系统中喷水耦合检测方法研究及实现[D]. 张圣光.山东大学 2016
[3]复合材料曲面工件双机械手超声无损检测技术[D]. 张仕骐.北京理工大学 2015
[4]厚壁钢管缺陷水浸超声检测技术研究[D]. 孙昊昱.北京理工大学 2015
[5]铜钢熔敷焊焊接接头自动超声C扫检测系统研究[D]. 张仁韦.南京理工大学 2015
[6]小型超声无损检测系统设计与软件开发[D]. 丁国琴.南京航空航天大学 2014
[7]基于中值滤波和小波变换的图像去噪算法研究[D]. 田流芳.河北大学 2014
[8]数字化超声无损检测系统的研究[D]. 姚明.河北大学 2013
[9]水下超声波检测声场数值模拟与实验分析[D]. 孟凡凯.哈尔滨工业大学 2012
[10]板型燃料组件自动超声检测系统的研制[D]. 李昌明.电子科技大学 2012
本文编号：3194530
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水浸超声自动检测成像技术国内外研究进展
1.2.2 超声声场仿真技术国内外研究进展
1.3 主要研究内容和技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 水浸超声自动检测成像系统方案
2.1 水浸超声自动检测成像物理基础
2.1.1 超声波声场
2.1.2 超声波在分层介质中的传播
2.1.3 超声扫描成像原理
2.2 水浸超声自动检测成像系统总体方案
2.2.1 系统需求分析
2.2.2 系统总体方案
2.3 本章小结
3 水浸超声自动检测成像系统软硬件开发
3.1 水浸超声自动检测成像硬件系统
3.1.1 自动扫查系统
3.1.2 信号激励与接收系统
3.2 水浸超声自动检测成像软件系统
3.2.1 软件设计的开发环境
3.2.2 探头扫查轨迹控制
3.2.3 数据采集及通信
3.2.4 数据处理与存储
3.2.5 超声成像
3.3 检测策略
3.4 本章小结
4 水浸超声检测探头声场仿真
4.1 高斯声束模型
4.1.1 近轴方程
4.1.2 单高斯声束的传播
4.1.3 多元高斯声束叠加计算探头发射声场
4.2 仿真结果与实验验证
4.2.1 仿真结果
4.2.2 实验验证
4.3 本章小结
5 系统调试与实验
5.1 数据处理验证实验
5.2 系统通讯实验
5.3 扫描成像实验
5.4 成像误差
5.4.1 成像误差计算
5.4.2 成像误差分析
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]收运车机械手执行机构多目标优化设计[J]. 易滨林,刘江南,张文博,桂科. 机械设计. 2018(03)
[2]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)
[3]机械裂纹无损检测方法综述[J]. 周志新. 机电工程. 2017(10)
[4]超声检测技术在煤矿机电设备安全检测中的应用分析[J]. 许鲁芳. 山东工业技术. 2017(18)
[5]可控超声探伤仪自动检定系统的研究与实现[J]. 孙景峰,刘慧英,舒蓉,魏开利. 机械科学与技术. 2017(07)
[6]材料早期损伤的非线性超声诊断[J]. 门平,董世运,康学良,国瑞,闫世兴. 仪器仪表学报. 2017(05)
[7]超声波无损检测技术应用[J]. 赵明. 山东工业技术. 2017(08)
[8]基于Matlab的超声场可视化研究及GUI仿真模拟[J]. 谭智源,沈洋,游泳. 中国市场. 2017(06)
[9]煤矿机械设备超声检测技术的应用研究[J]. 刘毅. 矿山机械. 2017(01)
[10]一种新型数字水浸超声探伤系统的研制[J]. 徐菲菲,柏松,袁志刚. 中国设备工程. 2017(01)
博士论文
[1]曲面工件自动超声检测中若干关键问题的研究[D]. 李雄兵.浙江大学 2008
硕士论文
[1]锻钢超声波水浸探伤及三维成像技术研究[D]. 陈尧.安徽工业大学 2016
[2]螺旋焊缝超声波自动检测系统中喷水耦合检测方法研究及实现[D]. 张圣光.山东大学 2016
[3]复合材料曲面工件双机械手超声无损检测技术[D]. 张仕骐.北京理工大学 2015
[4]厚壁钢管缺陷水浸超声检测技术研究[D]. 孙昊昱.北京理工大学 2015
[5]铜钢熔敷焊焊接接头自动超声C扫检测系统研究[D]. 张仁韦.南京理工大学 2015
[6]小型超声无损检测系统设计与软件开发[D]. 丁国琴.南京航空航天大学 2014
[7]基于中值滤波和小波变换的图像去噪算法研究[D]. 田流芳.河北大学 2014
[8]数字化超声无损检测系统的研究[D]. 姚明.河北大学 2013
[9]水下超声波检测声场数值模拟与实验分析[D]. 孟凡凯.哈尔滨工业大学 2012
[10]板型燃料组件自动超声检测系统的研制[D]. 李昌明.电子科技大学 2012
本文编号：3194530
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