基于LabVIEW的超声检测系统在粘接缺陷上的应用
发布时间：2021-10-08 22:35
航天飞行器机体外层陶瓷基复合材料隔热构件在与机体粘接过程中由于粘接质量不高会产生缺陷,该缺陷极易造成飞行过程中热防护结构的破坏,导致隔热材料在高速飞行过程中与机体脱落,带来重大的损失,严重影响了航天飞行器的安全。因此,实现对陶瓷基复合材料构件的胶结层缺陷的检测,对提高飞行器的飞行安全性能有着十分重要的意义,无损检测和评估技术被广泛应用于这类材料与飞行器基体的粘接缺陷。针对这种粘接缺陷,本文开展了基于超声C扫描的无损检测技术研究,主要内容包括超声C扫描检测平台的搭建、超声C扫描检测原理及成像方法和粘接缺陷的定量分析几个方面。首先为了实现对陶瓷基复合材料构建的胶结层缺陷的检测,自主搭建了基于LabVIEW的超声C扫描检测系统,该系统将二维机械扫描、仪器控制和数据处理整合在一起,能够实现扫描过程的精确控制和样件扫描数据的实时处理,将原始波形信号图、纵向剖面图和C扫描图像显示在LabVIEW上位机界面上。并将扫描得到的数据保存下来,供后期进一步图像处理使用。其次,基于上述保存的数据,采用最大值投影算法进行数据处理,得出超声C扫描检测的二维重建图像,并进行自适应中值滤波处理。C扫描图像反应的是其...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超声C扫描检测系统结构框图
第2章超声C扫描检测系统的搭建-9-超声C扫描检测的机械扫描装置是运动控制的载体，并提供了稳定可靠的超声检测环境，因此，为了使超声C扫描检测系统能够稳定运行，对超声C扫描检测系统的机械扫描装置有较高的要求，主要包括以下几点：①机械扫描装置的连接需要有较好的连接性，避免因连接性不好使机械精度降低，在检测过程中会导致检测结果有较大偏差。②机械扫描装置和超声波探头之间会有一个固定的连接支架，在扫描过程中，连接支架的稳定性会直接影响到每个点的扫描数据的准确性，因此想要使超声波探头在扫描过程中稳定运行就必须保证连接支架具有一定的刚性。超声C扫描系统包括：超声波脉冲发射器、数据采集设备、直流电源、电机驱动器、步进电机、机械扫描装置、探头固定支架、探头和计算机。基于LabVIEW的超声检测系统硬件连接如图2-2所示。图2-2超声C扫描检测系统硬件连接图图中序号分别为：①直流电源②USB-UT350③NIUSB-6501④电机驱动⑤步进电机⑥滚珠丝杆⑦固定支架⑧载物台⑨探头⑩计算机。各部分功能及参数具体如下：(1)二维空间扫描机构：该扫描装置中，超声波探头在机械扫描装置的带动下需要在x方向和y方向上进行直线运动，LabVIEW通过DAQ设备向电机驱动发送信2.3超声C扫描检测系统硬件的设计
燕山大学工程硕士学位论文-12-图2-3软件功能模块图本文针对实际检测要求，对程序部分的前面板进行合理布局，主要包括了以下几个部分：用于超声扫描原始数据采集和保存的部分，用于控制扫描范围大小的电机设置部分，超声波脉冲发射器参数设置部分，原始信号以及成像显示部分。扫描过程控制起来更简单，扫描结果也一目了然。LabVIEW上位机界面如图2-4所示，各部分具体功能如下：图2-4LabVIEW上位机界面1.数据采集与保存路径的设置部分可以设置采集到的数据的名称以及数据保存的路径，将采集到的每个位置的采样点数据保存在txt文本文件，为后期图像处理提供了完整的成像数据。2.电机参数设置部分可以设置电机运行的步数和扫描步距，从而来确定x，y
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超声相控阵的机织层合复合薄板试件内部缺陷检测方法[J]. 肖志涛,郭永敏,耿磊,吴骏,张芳,王雯,刘彦北. 纺织学报. 2019(11)
[2]超声C扫描的碳纤维复合材料缺陷检测及分析[J]. 单清群,宋少龙,孙伟. 电焊机. 2019(06)
[3]CFRP层压板缺陷同侧空气耦合超声兰姆波特征成像检测研究[J]. 吴霞,卢超,陈果,石文泽,陈尧. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2018(04)
[4]航空航天领域中先进超声检测技术的发展和应用[J]. 周正干,李文涛. 航空制造技术. 2018(19)
[5]碳化硅陶瓷基复合材料的自愈合及结构吸波一体化研究进展[J]. 马晓康,殷小玮,范晓孟,成来飞,张立同. 航空材料学报. 2018(05)
[6]碳纤维复合材料分层缺陷的超声相控阵检测方法[J]. 张振林,范孟豹,曹丙花,方震东. 科学技术与工程. 2018(18)
[7]T700/QY9611复合材料层压板孔隙检测及孔隙形貌研究[J]. 王玉红,孟江燕,王云英,文琼华. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2018(02)
[8]“钢-铅”粘接结构非接触激光超声检测方法[J]. 夏嘉斌,孙广开,宋潮,周正干. 红外与激光工程. 2018(01)
[9]碳化硅纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料的发展现状及其在航空发动机上的应用[J]. 邹豪,王宇,刘刚,赵龙,包建文. 航空制造技术. 2017(15)
[10]基于STM32的涡流检测系统[J]. 张荣华,刘建旭. 天津工业大学学报. 2017(02)
硕士论文
[1]脉冲耦合神经网络在图像处理中的应用研究[D]. 魏庭松.吉林大学 2017
[2]基于连续太赫兹波的航天复合材料检测方法研究[D]. 郑晓康.燕山大学 2016
[3]基于PCNN和Otsu的图像分割算法研究[D]. 张松.新疆大学 2016
本文编号：3425097
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超声C扫描检测系统结构框图
第2章超声C扫描检测系统的搭建-9-超声C扫描检测的机械扫描装置是运动控制的载体，并提供了稳定可靠的超声检测环境，因此，为了使超声C扫描检测系统能够稳定运行，对超声C扫描检测系统的机械扫描装置有较高的要求，主要包括以下几点：①机械扫描装置的连接需要有较好的连接性，避免因连接性不好使机械精度降低，在检测过程中会导致检测结果有较大偏差。②机械扫描装置和超声波探头之间会有一个固定的连接支架，在扫描过程中，连接支架的稳定性会直接影响到每个点的扫描数据的准确性，因此想要使超声波探头在扫描过程中稳定运行就必须保证连接支架具有一定的刚性。超声C扫描系统包括：超声波脉冲发射器、数据采集设备、直流电源、电机驱动器、步进电机、机械扫描装置、探头固定支架、探头和计算机。基于LabVIEW的超声检测系统硬件连接如图2-2所示。图2-2超声C扫描检测系统硬件连接图图中序号分别为：①直流电源②USB-UT350③NIUSB-6501④电机驱动⑤步进电机⑥滚珠丝杆⑦固定支架⑧载物台⑨探头⑩计算机。各部分功能及参数具体如下：(1)二维空间扫描机构：该扫描装置中，超声波探头在机械扫描装置的带动下需要在x方向和y方向上进行直线运动，LabVIEW通过DAQ设备向电机驱动发送信2.3超声C扫描检测系统硬件的设计
燕山大学工程硕士学位论文-12-图2-3软件功能模块图本文针对实际检测要求，对程序部分的前面板进行合理布局，主要包括了以下几个部分：用于超声扫描原始数据采集和保存的部分，用于控制扫描范围大小的电机设置部分，超声波脉冲发射器参数设置部分，原始信号以及成像显示部分。扫描过程控制起来更简单，扫描结果也一目了然。LabVIEW上位机界面如图2-4所示，各部分具体功能如下：图2-4LabVIEW上位机界面1.数据采集与保存路径的设置部分可以设置采集到的数据的名称以及数据保存的路径，将采集到的每个位置的采样点数据保存在txt文本文件，为后期图像处理提供了完整的成像数据。2.电机参数设置部分可以设置电机运行的步数和扫描步距，从而来确定x，y
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超声相控阵的机织层合复合薄板试件内部缺陷检测方法[J]. 肖志涛,郭永敏,耿磊,吴骏,张芳,王雯,刘彦北. 纺织学报. 2019(11)
[2]超声C扫描的碳纤维复合材料缺陷检测及分析[J]. 单清群,宋少龙,孙伟. 电焊机. 2019(06)
[3]CFRP层压板缺陷同侧空气耦合超声兰姆波特征成像检测研究[J]. 吴霞,卢超,陈果,石文泽,陈尧. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2018(04)
[4]航空航天领域中先进超声检测技术的发展和应用[J]. 周正干,李文涛. 航空制造技术. 2018(19)
[5]碳化硅陶瓷基复合材料的自愈合及结构吸波一体化研究进展[J]. 马晓康,殷小玮,范晓孟,成来飞,张立同. 航空材料学报. 2018(05)
[6]碳纤维复合材料分层缺陷的超声相控阵检测方法[J]. 张振林,范孟豹,曹丙花,方震东. 科学技术与工程. 2018(18)
[7]T700/QY9611复合材料层压板孔隙检测及孔隙形貌研究[J]. 王玉红,孟江燕,王云英,文琼华. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2018(02)
[8]“钢-铅”粘接结构非接触激光超声检测方法[J]. 夏嘉斌,孙广开,宋潮,周正干. 红外与激光工程. 2018(01)
[9]碳化硅纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料的发展现状及其在航空发动机上的应用[J]. 邹豪,王宇,刘刚,赵龙,包建文. 航空制造技术. 2017(15)
[10]基于STM32的涡流检测系统[J]. 张荣华,刘建旭. 天津工业大学学报. 2017(02)
硕士论文
[1]脉冲耦合神经网络在图像处理中的应用研究[D]. 魏庭松.吉林大学 2017
[2]基于连续太赫兹波的航天复合材料检测方法研究[D]. 郑晓康.燕山大学 2016
[3]基于PCNN和Otsu的图像分割算法研究[D]. 张松.新疆大学 2016
本文编号：3425097
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