固体材料密度超声检测技术研究-信号与信息处理专业论文.docxVIP

固体材料密度超声检测技术研究 固体材料密度超声检测技术研究 摘 要 材料的检测与评价对于控制和改进生产过程中的产品质量，保证材料、零件 和产品的可靠性以及提高生产效率等都起着关键性作用。目前对于材料缺陷检测 的方法是很多，由于超声波无损检测方法除具有穿透能力强、设备简单、使用条 件和安全性好、检测范围广等根本性的优点外，还具有声束细、声能集中、分辨 力和信噪比高等优点，并且可以得到缺陷的横截面图，有望实现对缺陷的尺寸和 形状的准确分析，并结合缺陷的分布状态判定缺陷的性质，为改进制备工艺提供 参考。因此本文就在研究超声检测技术的基础上，提出了一种新的缺陷检测方法 ——超声密度检测方法，进而对固体材料进行缺陷检测。 本论文在深入研究超声波信号波动特性的基础上，通过超声信号波动方程探 寻声速与密度直接的关系，进而绘制二维密度图来直观地对材料进行缺陷评价。 同时通过对超声探伤系统进行了改进——用CPLD实时处理系统代替原来的超 声信号采集卡，不但实现了速度快、测量精度高的优点，而且极大地提高了其测 量速度，完全满足了实时性的要求。 本文主要从以下几个方面的内容进行了研究和探讨： 1、对超声信号波动特性进行了理论研究分析，推导了密度和波速之间的关 系，为实验设计奠定理论基础。 2、通过对超声检测技术实现方法的比较，确定本课题采用水浸脉冲反射方 法进行超声探伤。 3、鉴于对超声测速方法(传统的基于厚度测速法和与厚度无关的反射板测 速法(简称TIRP法))原理的比较，确定用TIRP法进行声速的测量，并且在此 基础上，设计出来了测量模型。 4、为了实现系统实时性的要求，应用CPLD方法对固体材料密度超声检测 系统核心部分——实时处理系统进行了设计，另外对于各个模块的功能进行了详 细的说明和仿真，通过其波形图的输出，可以看出所设计系统的可行性。 5、在所设计的超声检测系统的基础之上，对非金属材料——玻璃板进行了 实验，结果得到了其二维密度平面图，从而证明了我们所设计系统的合理性，另 外也对应用材料密度和超声信号之间的关系对材料缺陷进行检测的方法也进行 了进一步的证明。 了进一步的证明。 6、通过使用CPLD实时处理系统对数据进行采集和处理，使得我们数据的 处理速度也得到了提高，通过实验我们可知应用A／D采集卡进行数据点(80*40) 的采集和处理需要10分钟左右，通过实时处理系统只需要一分钟左右，极大地 提高了实时检测速度。 关键词：超声无损检测、声速测量、TIRP法、CPLD Research Research on the Ultrasonic Testing Technology of Solid Material Density Abstract Author：Guo fang Tutor：Zhang yanhua The testing and evaluation of material is a crucial role in controlling and improving product quality in the production process，assuring the material， components，product reliability and enhancing production efficiency．At present there are many material flaw testing methods，the ultrasonic non-destruction method not only has some fundamental merits such as strong penetrability,simple equipment， good working conditions，hi．gh security,and the extensive examination scope，but also has another merits such as the thin sound beam，the centralized sound energy,the lligh definition and signal—to·noise ratio，and though it，we can obtain the flaw cross section graph，and hope to realize the accurate analysis of the flaw size and shape，and judge the flaw nature consider with the flaw distribution in order to provide the referenc