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基于超声TOFD-LWE检测方法的缺陷识别与研究

作　者: 陈婷婷
导　师: 苏龙滨
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 超声检测 TOFD-LWE 希尔伯特-黄变换经验模态分解缺陷识别
分类号: TP274.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 25次
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内容摘要

超声TOFD-LWE方法(双椭圆定位的TOFD方法)是在超声TOFD(衍射时差)方法的基础上加以改进的一种新的检测方法,随着无损检测工业的发展,超声TOFD方法以其原理简单,操作方便,检测速度快,对焊缝中裂纹缺陷检出率高等特点越来越受到人们的重视。而TOFD-LWE方法的提出,使得仅采用一种扫描方式即可以实现内部缺陷高精度检测,修正了缺陷偏离探头对中心带来的计算误差,给出缺陷几何特征的高精度测量结果,相比于传统的TOFD方法有了极大的提高。本文详细介绍了超声TOFD-LWE方法的实现原理,对比于传统的TOFD方法分析了其优点：缺陷定量精度更高,实现更为简单,有着广阔的应用前景。本文的重点研究内容是将希尔伯特-黄变换应用于超声检测信号处理的方法。希尔伯特-黄变换作为一种新的非线性、非平稳信号的处理方法,具有原理简单、效果显著的特点,一经提出便得到了广泛的应用和推广。缺陷的检出关键在于回波信号到达时间的确定,对检测信号进行希尔伯特-黄变换,就可以通过包络得到准确的回波信号到达时间,结合了TOFD-LWE方法,能做到高精度的缺陷定量定位。以焊缝缺陷为例,对一个超声检测的模拟信号进行处理,验证该方法的可行性。缺陷性质判定的主要方法是熟悉材质特性,结合多种扫查方式,观察缺陷回波的动态波形,借鉴实际检测经验,以超声检测的相关标准为依据进行评估。本文最后在Visual C++ 6.0环境下设计实现了超声TOFD-LWE检测系统的显示控制界面,以实现对检测系统下位机进行工作控制和进行数据通信,接收检测信号数据并存储。采用与MATLAB混合编程的方式实现缺陷识别模块的嵌入,获取缺陷信息。并对信号处理的主要函数进行了说明。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 论文的选题背景  9-10
  1.2 超声TOFD检测发展历史及研究现状  10-11
    1.2.1 超声检测发展历史简介  10
    1.2.2 超声TOFD检测技术的国内外发展状况  10-11
    1.2.3 超声TOFD-LWE检测技术的提出及意义  11
  1.3 超声检测的评定标准  11-12
  1.4 论文主要内容  12-13
第2章超声TOFD-LWE法检测原理及缺陷识别  13-24
  2.1 超声检测的几个基本概念  13-15
    2.1.1 超声的定义及检测波的类型  13
    2.1.2 波型转换  13-14
    2.1.3 临界角  14-15
  2.2 超声TOFD方法检测原理  15-20
    2.2.1 基本原理  15
    2.2.2 TOFD方法的扫查方式  15-16
    2.2.3 TOFD方法的缺陷定量定位  16-18
    2.2.4 TOFD方法的局限性  18-20
  2.3 超声TOFD-LWE方法  20-22
    2.3.1 TOFD-LWE方法的提出背景  20
    2.3.2 TOFD-LWE方法原理  20-22
    2.3.3 TOFD-LWE方法的特点  22
  2.4 超声检测缺陷识别的概念和标准  22-23
  2.5 本章小结  23-24
第3章希尔伯特-黄变换在缺陷识别方面的应用  24-49
  3.1 常用信号处理方法  24-27
    3.1.1 短时Fourier变换  24-25
    3.1.2 小波变换  25-26
    3.1.3 Wigner-Ville分布  26-27
  3.2 希尔伯特-黄变换的基本概念  27-35
    3.2.1 瞬时频率  27-29
    3.2.2 固有模态函数  29-30
    3.2.3 特征时间尺度  30
    3.2.4 经验模态分解  30-34
    3.2.5 Hilbert谱  34-35
  3.3 希尔伯特-黄变换的几个问题及解决方法  35-39
    3.3.1 采样频率  35
    3.3.2 包络的拟合  35-36
    3.3.3 EMD的终止准则  36-37
    3.3.4 边界的端点效应  37-39
  3.4 希尔伯特-黄变换在缺陷识别方面的应用  39-45
    3.4.1 缺陷的定位定量  39-43
    3.4.2 缺陷的定性  43-45
  3.5 缺陷识别模块的系统嵌入  45-48
    3.5.1 检测信号数据的传输与存储  45-46
    3.5.2 信号处理部分的实现  46-48
  3.6 本章小结  48-49
结论  49-51
参考文献  51-54
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  54-55
致谢  55

基于超声TOFD-LWE检测方法的缺陷识别与研究

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