基于同面电极敏感机理的扫描测量技术研究
发布时间：2021-05-07 09:26
同面电极检测技术是由电容层析成像技术发展而来,是一种新兴的无损检测技术,具有单面几何优势,适用于被测空间受限时需要进行单面检测的场合,在大范围的在线检测方面具有非常好的应用前景。新兴技术面临着诸多问题,考虑航天隔热材料粘接层需要大面积快速检测的需求,开展了基于同面电极敏感机理的扫描测量技术的研究。针对被测目标需要进行大面积快速检测的问题,提出了同面电极平移扫描测量方式。为探究一对同面电极移动过程如何判别物场变化问题,开展了同面电极缺陷检测技术的研究。在建立了同面电容传感器三维模型的基础上,分析了静态测量时物场变化对同面电容的影响。探究了在动态检测过程中,探测距离和移动方向等参数对包含被测缺陷信息的电容数据的影响规律,进而建立了缺陷大小位置判断规则。考虑同面阵列电容成像系统的“软场”特性和“病态”问题提出了同面阵列电极旋转成像检测方法。同面阵列电极旋转会引起电场改变,导致敏感场以及电容产生非线性变化。对每个旋转角度敏感场进行分析,建立了旋转扩展灵敏度。旋转法增加了电容数据,在一定程度上改善了成像过程的“病态”问题,重建图像中伪影减少、缺陷边缘更加清晰且与实际缺陷形状更加相符。为减少同面阵...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究目的和意义
1.2 航空航天材料常用无损检测技术
1.3 同面电容检测技术发展现状
1.4 电容成像技术发展现状
1.4.1 电容层析成像技术国内外发展现状
1.4.2 同面阵列电极成像技术发展现状
1.5 本文的主要研究内容
第2章 同面电极传感检测原理及系统
2.1 同面电极检测的工作原理
2.1.1 同面电极传感器的边缘效应
2.1.2 同面电极传感器的感应原理
2.2 同面阵列电容成像原理
2.2.1 同面阵列电容成像正问题
2.2.2 同面阵列电容成像的逆问题
2.2.3 图像重建算法
2.3 同面阵列电容成像系统
2.4 本章小结
第3章 同面电极平移扫描检测特性探究
3.1 同面电容传感器仿真模型
3.1.1 缺陷面积变化影响
3.1.2 探测距离对测量影响
3.1.3 步长对移动测量的影响
3.2 同面电极平移扫描实验
3.2.1 缺陷面积变化影响
3.2.2 探测距离对测量影响
3.2.3 步长对移动测量的影响
3.3 目标边界检测判定规则
3.4 本章小结
第4章 同面阵列电极旋转成像检测方法
4.1 同面阵列电极旋转成像检测原理
4.2 同面阵列电极旋转成像检测仿真分析
4.2.1 同面阵列电极旋转检测仿真
4.2.2 旋转扩展电容分析
4.2.3 旋转拓展敏感场分析
4.3 同面阵列电极旋转成像探究
4.3.1 同面阵列电极旋转成像
4.3.2 不同算法同面阵列电极旋转成像
4.4 旋转检测方式测量数据的冗余分析
4.4.1 基于电极位置的冗余分析
4.4.2 基于电容变化特征的冗余分析
4.4.3 不同算法旋转去冗余成像效果探讨
4.5 实验探究
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FCM优化的平面阵列电容成像算法[J]. 温银堂,曹鹏鹏,田洪刚,张玉燕,罗小元. 计量学报. 2020(02)
[2]电容层析成像系统自适应电容归一化模型研究[J]. 张立峰,宋亚杰. 电测与仪表. 2019(20)
[3]电容成像双共轭梯度图像重建改进算法[J]. 马敏,范广永,孙颖. 北京航空航天大学学报. 2019(08)
[4]边缘电场传感器测量金属衬底绝缘层厚度[J]. 赵俊明,王文廉. 传感技术学报. 2018(11)
[5]浅析超声波无损检测技术及其应用[J]. 杜孟启,蒋娟,代扬. 建材与装饰. 2018(45)
[6]航空航天用复合材料的无损检测和自修复研究进展[J]. 杨雪勤,张骁骅. 纺织导报. 2018(S1)
[7]纳米纤维隔热材料在航空航天领域的应用进展[J]. 王雪琴,俞建勇,丁彬. 纺织导报. 2018(S1)
[8]同面阵列电容成像传感空/满场设定方法研究[J]. 张玉燕,孙东涛,张振达,温银堂. 计量学报. 2018(04)
[9]Tomographic Data Fusion with CFD Simulations Associated with a Planar Sensor[J]. LIU J.,LIU S.,SUN S.,ZHOU W.,I.H.I Schlaberg,WANG M.,YAN Y.. Journal of Thermal Science. 2017(02)
[10]电容成像无损检测实验平台的开发[J]. 殷晓康,李晨,李振,李伟,陈国明. 实验技术与管理. 2017(03)
硕士论文
[1]基于微电容测量的钢丝绳无损检测[D]. 段孝派.哈尔滨工业大学 2019
[2]一种疏松多孔隔热材料的同面阵列电容成像检测技术研究[D]. 孙东涛.燕山大学 2018
[3]同面阵列电极检测系统敏感场建立与成像数据冗余性研究[D]. 张振达.燕山大学 2018
[4]基于电容敏感机理的飞机复合材料检测方法研究[D]. 王挺.中国民航大学 2013
本文编号：3173156
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究目的和意义
1.2 航空航天材料常用无损检测技术
1.3 同面电容检测技术发展现状
1.4 电容成像技术发展现状
1.4.1 电容层析成像技术国内外发展现状
1.4.2 同面阵列电极成像技术发展现状
1.5 本文的主要研究内容
第2章 同面电极传感检测原理及系统
2.1 同面电极检测的工作原理
2.1.1 同面电极传感器的边缘效应
2.1.2 同面电极传感器的感应原理
2.2 同面阵列电容成像原理
2.2.1 同面阵列电容成像正问题
2.2.2 同面阵列电容成像的逆问题
2.2.3 图像重建算法
2.3 同面阵列电容成像系统
2.4 本章小结
第3章 同面电极平移扫描检测特性探究
3.1 同面电容传感器仿真模型
3.1.1 缺陷面积变化影响
3.1.2 探测距离对测量影响
3.1.3 步长对移动测量的影响
3.2 同面电极平移扫描实验
3.2.1 缺陷面积变化影响
3.2.2 探测距离对测量影响
3.2.3 步长对移动测量的影响
3.3 目标边界检测判定规则
3.4 本章小结
第4章 同面阵列电极旋转成像检测方法
4.1 同面阵列电极旋转成像检测原理
4.2 同面阵列电极旋转成像检测仿真分析
4.2.1 同面阵列电极旋转检测仿真
4.2.2 旋转扩展电容分析
4.2.3 旋转拓展敏感场分析
4.3 同面阵列电极旋转成像探究
4.3.1 同面阵列电极旋转成像
4.3.2 不同算法同面阵列电极旋转成像
4.4 旋转检测方式测量数据的冗余分析
4.4.1 基于电极位置的冗余分析
4.4.2 基于电容变化特征的冗余分析
4.4.3 不同算法旋转去冗余成像效果探讨
4.5 实验探究
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FCM优化的平面阵列电容成像算法[J]. 温银堂,曹鹏鹏,田洪刚,张玉燕,罗小元. 计量学报. 2020(02)
[2]电容层析成像系统自适应电容归一化模型研究[J]. 张立峰,宋亚杰. 电测与仪表. 2019(20)
[3]电容成像双共轭梯度图像重建改进算法[J]. 马敏,范广永,孙颖. 北京航空航天大学学报. 2019(08)
[4]边缘电场传感器测量金属衬底绝缘层厚度[J]. 赵俊明,王文廉. 传感技术学报. 2018(11)
[5]浅析超声波无损检测技术及其应用[J]. 杜孟启,蒋娟,代扬. 建材与装饰. 2018(45)
[6]航空航天用复合材料的无损检测和自修复研究进展[J]. 杨雪勤,张骁骅. 纺织导报. 2018(S1)
[7]纳米纤维隔热材料在航空航天领域的应用进展[J]. 王雪琴,俞建勇,丁彬. 纺织导报. 2018(S1)
[8]同面阵列电容成像传感空/满场设定方法研究[J]. 张玉燕,孙东涛,张振达,温银堂. 计量学报. 2018(04)
[9]Tomographic Data Fusion with CFD Simulations Associated with a Planar Sensor[J]. LIU J.,LIU S.,SUN S.,ZHOU W.,I.H.I Schlaberg,WANG M.,YAN Y.. Journal of Thermal Science. 2017(02)
[10]电容成像无损检测实验平台的开发[J]. 殷晓康,李晨,李振,李伟,陈国明. 实验技术与管理. 2017(03)
硕士论文
[1]基于微电容测量的钢丝绳无损检测[D]. 段孝派.哈尔滨工业大学 2019
[2]一种疏松多孔隔热材料的同面阵列电容成像检测技术研究[D]. 孙东涛.燕山大学 2018
[3]同面阵列电极检测系统敏感场建立与成像数据冗余性研究[D]. 张振达.燕山大学 2018
[4]基于电容敏感机理的飞机复合材料检测方法研究[D]. 王挺.中国民航大学 2013
本文编号：3173156
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3173156.html
