对细铜棒超声检测信号的重建与分析

1  绪论
          随着科学技术的发展,人们对产品的质量和可靠性提出了越来越高的要求。而在航空航天和核技术领域中,尤其如此。为此,对各种基本材料和构件的要求更加严格了。无损检测技术正是在这种背景下得以迅猛发展的。当今,所谓的无损检测是指以不损及其将来使用和使用可靠性的方式,对材料或制件或此两者进行宏观缺陷检测,几何特性测量,化学成分、组织结构和力学性能变化的评定,并进而就材料或制件对特定应用的适用性进行评价的门学科。
11课题的由来与目的
无损检测技术涉及了:超声、激光、涡流、射线、红外线,磁粉等多个方面。超声是其中应用较早,技术相对较为成熟的种。利用超声波考察物体内部结构和缺陷,最早是由前苏联Coxono1929年提出的。1936信息发布屏年他首次完成了实验研究工作,但由于他在实验中采用的是连续波,分辨率较差,故未能用于工程实际。但由于这种方法不必破坏物体本身便可了解物体内部结构,且比较安全,因而引起了人们的极大关注。第二次世界大战的爆发,大大刺激了雷达技术、脉冲技术的发展,推动了超声检测技术的进步,自四十年代后期,超声检测技
术以在钢铁、造船、机械制造、医学、国防科学等领域逐渐得到了广泛应用。同时,对超声检测技术的理论及应用研究也一度成为热门课题。
      本课题是应804厂方的要求而做的,,细铜棒是火工产品常用的原材料之一,主要用来加工起微传动作用的螺母、螺杆、活塞等微小构件,其质量好坏直接影响整个火工品的性能:但是因为构件尺寸太小且复杂,对其实施检测较难,只能通过检测加工前的原材料,从中挑选出优质棒料来保证加工出的质量和性能。目前,棒料检测主要分为两个阶段进行:  —个是铜厂在生产过程中的抽样检测(在一定范围内进行,不能满足军品质量要求);另个是使用方在加工产品前对棒料进行断口检测,一则浪费太大,二则容易漏检,经常在加工过程中出因缺陷引起工件破裂,工件在使用过程中出现故障引发事故的恶性
事件。因此,严格而有效地对棒料进行无损检测,成为保证火工产品质量的重要手段。长期以来由于缺乏有效的检测手段火工品生产厂的细铜棒材料内部缺陷检测一直没有很好地解决。所以,有必要对细铜棒内部缺陷的检测方法进行研究。
12无损检测的发展概况
      近年来,根据现代工业发展的需要,超声无损检测技术形成另外二个主要研究方向:可探性研究、准确性研究及高速性研究医用呼叫器.对于一些采用常规方法和现有技术不能进行检测的严重不均匀材料和异性结构特殊部件的新的检测方法和技术研究称之为可探性研究。为了适应生产自动化和现代化的需要,研制机械化、自动化程度较高的超声检测仪器,这属于高速性研究的范畴。而超声检测技术的准确性研究则是指:对于现有常规的检测方法和技术可以进行检测的材料和工作,不但要求给出缺陷有无的判断,而且还要求能够给出缺陷的大小、形状、位置及性质,其实质是探伤技术由定性判断向定量测定的个重要发展。在生产实践中,不是所有存在缺陷的材料和部件都是绝对不能使用的,如果在确切了解缺陷的大小,形状、位置及性质后,再根据使用要求,结合断裂力学的有关计算,是可以给出有伤材料和零件能否使用及如何使用的判断的,从而可获得微型压力传感器芯片定的经济效益。因此,超声检测技术的准确性研究在生产中更具有现实意义。
      关于准确性研究的缺陷测定问题,尽管目前已有许多方法,如缺陷定位研究中的固定距离标志法、图像比较法,缺陷定量分析中的当量法、作图法、AVG曲线法及缺陷定性分析中的分布状态判断法等。但这些传统的缺陷测定方法大都靠手工进行,工作量大,且带有主观性,而且,也无法对缺陷回波信号进行各种处理和变换,严重地影响了测定结果的
可靠性。为此,目前许多学者正致力于超声定量无损检测的研究,总结国内外发展超产定量无损检测的主要工作,从研究方法上大致可分为以下几个方面。
    (1)成像技术的研究:包括B扫描、C扫描、相空阵扫描、超声cT、合成孔径成像等:
    (2)缺陷散射、逆散射理论的研究;
    (3)信号处理及模式识别技术在超产定量无损检测中的应用研究。
      超声成像技术近年来受到重视开以取得了较大发展,但由于其所需设备复杂,成本较高,因而在工业中应用较少。信号处理与模式识别技术在超声定量无损检测中的应用不仅可避免目前常规检测方法的检测结果对检测人员的实践经验和操作技能的强烈依赖性,提高检测结果的可靠性,而且所需设备简单(在常规检测设备上配台微机即可实现),操作方便,成本低廉,因此,为超声定量无损检测开辟了条崭新而有效的途径。目前,超声散射、逆散射理论的研究也取得了一定的成果,尽管离实际应用还有一定的距离,但由于它可为缺陷测定的逆散射技术提供可靠的理论依据,因而也受到了国内外的普遍关注。
      将模式识别应用于超声定量无损检测缺陷的定量分析中,特征提取及选择是至关重要
自制纳米胶带教程的环节,而所提取的特征量的“质量”和“数量”则是这一环节中所要考虑的两个主要因素,它将直接影响分类器的性能和缺陷识别的精度。在超声无损检测中,由于缺陷回波信号均具有局部突变特征,且成分非常复杂,大大增加了特征提取的难度。因此,如何对复杂的缺陷回波信号中的突变部分进行处理和分析,得到与缺陷特征密切相关、最能反映缺陷本质特征的“高质量”的特征量,尽量降低特征空间的维数,一直是缺陷信号特征提取的研究热点和难点。
13论文的安排
        首先介绍了本课题的研究背景,综述了与本课题相关技术的研究现状及具发展趋势。介绍了超声探伤中的几个技术问题
第二章    超声波简介
      第三章  介绍了系统的总体设计。
      第四章  介绍了本系统的控制部分。
      第五章  信号处理和自动识别方法简介。
      第六章  菊花链逻辑介绍了本系统的软件设计。
本论文所作的主要工作是系统的软件部分即第六章
  喷淋除尘器
2  超声波简介
2..1声波的概念

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