基于相控阵检测技术的承压小径管焊缝缺陷信号图像重构方法研究

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1、工程硕士学位论文基于相控阵检测技术的承压小径管焊缝缺陷信号图像重构方法研究作者姓名李冬如工程领域机械工程校内指导教师陆龙生教授校外指导教师陈文新高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年4月11日SignalImageReconstructionMethodofWeldDefectforPressure-CarryingSmall-Hole-PipesUsingPhasedArrayInspectionTechniqueADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：DongruLiSupervisor：Professor

2、LongshengLuSeniorEngigeerWenxinChenSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TB553学校代号：10561学号：201320207036华南理工大学硕士学位论文基于相控阵检测技术的承压小径管焊缝缺陷信号图像重构方法研究作者姓名：李冬如指导教师姓名、职称：陆龙生教授、陈文新高级工程师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：机械工程论文形式：□产品研发□工程设计√应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：无损检测论文提交日期：2018年4月11日论文答辩日期：2018年5月27日学位授予单位：华南理工大学

3、学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：陈进锋委员：陆龙生、谢晋、马小明、冯毅华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学

4、位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。摘要承压小径管在石油化工管道、蒸汽热水锅炉中被广泛用于传输流体介质，其管路中常以对接环焊缝为典型的连接。它们长期服役在高温、高压等恶劣环境，对接环焊缝的焊接缺陷容易诱发泄漏、爆炸等灾难性后果。因此，按标准规程对这些焊缝进行检验检测，显得尤其重要。超声相控阵检测技术是

5、最近兴起的无损检测新的检测手段，可用于检测承压小径管的焊缝内部缺陷，它比常规脉冲超声检测的检测速度更快，而且检测灵敏度也更高。在实际使用过程中，超声相控阵设备根据A-SCAN波形，按幅值成C扫、线扫、扇形扫查等图形化结果表征焊接缺陷。从信号角度上来说，这是时间域上的成像方法。由于管道结构的原因，检测过程中产生的噪声是不可避免的，由此可能造成信号成像不佳，从而使检测结果错误。因此，针对超声相控阵检测设备信号成像方法展开研究。分析了超声相控阵工作原理及数字信号处理方法，介绍了相位延迟、动态聚焦、声学性能、信号去噪等关键技术；采用CIVA仿真软件，对小径管超声相控阵检测工艺进行研究，得到探头声场分布

6、，动态聚焦，扇扫成像等模型，为实际检测提供依据；制备出典型缺陷工件，采用SUPOR-32P超声成像检测仪，检测得到原始数据文件，提取A-SCAN波形，采用MATLAB软件，在时域上进行小波重构和去噪，在模态经验分解方法的基础上，提取本征模态函数，进行重构数据；最后，完成了处理后的信号重构。本文的创新之处体现在：提出了一种针对超声相控阵检测设备的信号处理方法，特点是对检测信号进行消噪平滑处理，去除噪声，再将原来的信号重新展现出来，可以非常直观的与未处理信号进行比对。相关研究成果，对及时发现潜在缺陷，提高检测效果有十分重要的意义。关键词：小径管；超声相控阵；信号处理；小波变换；本征模态函数IAbs

7、tractPressure-carryingsmall-hole-pipesarewidelyappliedintheformsofoilandchemicalpipelineandsteamhotwaterboilertotransferfluidmedium.Theyalwaysworksinthetoughenvironmentofhightemperature,highpressureet