数字式超声波探伤系统的研发

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1、国防科学技术大学研究生院学位论文摘要超声探伤技术是无损检测中应用最为广泛的方法之一，它能精确的检测金属、非金属表面和内部的缺陷，在工业领域得到了广泛的应用。本文首先介绍了超声波探伤技术在国内外的现状和发展趋势，阐述了超声波探伤的基本理论知识，针对飞机外场快速无损检测的需要，确定了论文的研究方向。根据超声波脉冲反射法基本原理，设计了以C8051F340高性能单片机为控制核心、采用PCI8001高速采集卡进行数据采集的四通道超声波无损检测硬件系统平台。为了实现对缺陷的有效评估，采用VC6．0开发了超声波无损检测信号分析系统，实现了对

2、超声波波形的实时数据采集、显示和发现缺陷的自动报警。采用数字信号处理技术对回波波形进行分析，实现了对缺陷的埋藏深度和缺陷当量大小定量化评价。同时提出了在小信噪比的情况下，利用小波变换技术有效去除噪声干扰，实现了对缺陷回波信号的增强和提取，极大的减小了探伤过程中对缺陷的误判率和漏判率。利用小波模极值原理，实现了对缺陷埋藏深度的精确定位。本文最终完成了超声波探伤仪的样机的研制，搭建了实验平台。通过大量的实验表明：本文设计的超声波探伤系统对缺陷的检测与加工的真实缺陷基本符合。最后给出了全文的结论，并对于本文有关的进一步工作提出了建议。

3、关键词：无损检测、超声波探伤、小波变换、定量评估第v页国防科学技术大学研究生院学位论文ABSTRACTUltrasonicflawdetectioniSoneofthemostwidespreadtechniqueinNon-DestructiveTesting(NDT)．Itiswidelyusedinindustrialfieldsbecauseitcalldetecttheflawsinandonthemetalandnon．metalmaterial．Inthispaper，thestatusandthedevelopm

4、entofultrasonicflawdetectiontechniqueathomeandabroadareintroducedandthebasicprincipleofultrasonicflawdetectionispresented．Inordertomeettheneedofthefastnon—destructiveexaminationonplane，theresearchdirectionofthepaperisdetermined．Thefour-channelultrasonicnon-destructiv

5、etestingsystemisintroducedbasedOilpulseultrasonicdetectingtheory．WitllC8051F340highperformanceprocessorasitscontrolcoreunit，thesystemadoptedPCI8001torealizehighspeeddataacquisition．Inordertoimplementtheeffectiveevaluationoftheflaws，thesoftwareofultrasonicnon—destruct

6、ivetestingsystemisdesignedbasedonVC6．0environment．ThesystemCanrealizereal-timedataacquisitionanddisplayofultrasonicwaveandCangiveanalarmautomaticallywhentheflawsexist．Thedigitalsignalprocesstechniqueisadoptedtoanalysistheflawecho，whichrealizedtheevaluationofthedeptha

7、ndthesizeoftheflawssuccessfully．Atthesametime，thewavelettechniqueisadoptedtodenoiseinthesituationofsmallsignal-to-noiseratio，whichenhanceandextracttheflawechosuccessfullyandreducetheratioofmisjudgeandmissingreportduringthedetection．Besides，accordingtotheprincipleofwa

8、veletmodularmaximum，werealizethemeasureofthepositionoftheflawsaccurately．Weaccomplishthedesignofprototypeofultrasonicflawdetectoran