热喷涂涂层厚度的超声无损检测方法研究

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1、摘要表面热喷涂涂层厚度的超声测量是涂层质量评价研究的热点之一，也是超声无损测量技术中的难点之一。因此对热喷涂涂层厚度超声无损检测方法的研究是很有意义的。本研究针对涂层超声回波信号在时域内不能识别涂层与基体界面处多次反射回波对应的被探头接收的时间，采用小波变换模极大值法的数字信号处理技术对超声时域信号进行变换和分析，试图从中挖掘出蕴含的有效表征涂层厚度的特征参量信息，并利用特征参量来计算涂层的厚度值，进而评价超声无损检测涂层厚度方法的适用性及其精确度。本课题的研究对象是热喷涂试样的表面喷涂涂层。。本文首先建立了超声波在涂层试样中传播的回波模型，在此基础上分析得到了要提取的表征涂层厚度的特征

2、参量——涂层与基体界面多次反射回波被探头接收的时刻。由于超声波在涂层与基体界面处反射的回波带有奇异性，基于小波变换良好的时频局部分析特性和小波变换模极大值法检测信号奇异点的优势，选用小波变换模极大值法对涂层超声时域信号进行数字信号处理，进而在模极大值图中挖掘有关涂层厚度的有用特征信息，计算涂层厚度。对环氧树脂层厚度的超声检测试验表明，采用小波变换模极大值法能有效检测涂层信号中的奇异点——涂层与基体界面多次反射回波到达探头的时间，且超声计算厚度值与测厚仪的实测结果一致，验证了小波变换模极大值法用于涂层厚度的超声无损检测亦是适用的。在对热喷涂涂层厚度的超声无损检测研究中，选取铝涂层、不锈钢非

3、晶涂层、羟基磷灰石涂层的多个试样进行多采样点的涂层厚度超声检测，采用超声直接接触法提取涂层超声A信号，利用Mexh小波进行连续小波变换并求其模极大值的方法进行涂层信号处理提取特征参量。试验表明，铝涂层、不锈钢非晶涂层、羟基磷灰石涂层各试样的涂层厚度计算值与金相测量值基本相符，相对误差均在16％以内。针对涂层厚度超声无损检测的误差结果，选取四个主要影响因素进行超声测厚精确度分析。试验研究表明，不同涂层厚度、不同采样频率、不同信号提取方式以及不同小波基的选取均对涂层厚度的超声测量精确度有较大影响。关键词超声无损检测；涂层；小波分析；小波变换模极大值ABSTRACTABSTRACTUltras

4、onicmeasuringonthethicknessofthermalsprayingcoatedlayerisoneofthehotspotintheresearchonqualityevaluation，andisadifficultyinultrasonicNDT．SotheresearchonultrasonicNDTmethodhasanimportanteffectonthethicknessofthermalsprayingcoatedlayer．Inthepresentwork，theadvanceddigitalsignalprocessing(DSP)technol

5、ogywhichisthewavelettransformmodulusmaximahasbeenappliedtothetransformandprocessingoftime—domainsignalswhichacquiredfromultrasonicnon—destructivetesting，thepurposeistofindusefulinformationfromtheultrasonicsignalswhichcanshowthethicknessofcoatedlayer．Thus，theapplicabilityandaccuracyofultrasonicnon

6、-destructivetestingonthethicknessofcoatedlayercanbevalued．Intheproject，surfacecoatedlayersofthermalsprayingsamplehavebeenstudied．Thispaperfirstlyestablishedultrasonicechomodule，andbasedonthismodulecharacteristicinformationisanalyzedwhichisconnectedthethicknessofcoatedlayer,andthisinformationisthe

7、timewhichreflectionechoisinceptedbydetectorfromtheinterfaceofcoatedlayerandbasalbody．Basedongoodperformanceofwavelettransformintime—frequencydomainandsignalsingularitydetecting，wavelettransformmaximamethodwasaccessedto