大型鍛件超聲檢測方法及信號處理算法研究.pdf

1、大型鍛件是重大裝備的關(guān)鍵部件，已廣泛應用于電力、航空航天、船舶、重型機械等領(lǐng)域，其質(zhì)量直接影響到裝備的整體水平和運行可靠性，需要對其可能存在的裂紋、氣孔和夾雜等缺陷進行檢測。超聲檢測具有穿透能力強、缺陷檢測準確率高、靈敏度高、檢測成本低、對人及環(huán)境無害等優(yōu)點，適合大型鍛件的缺陷檢測。目前，國內(nèi)大型鍛件的超聲檢測大多是手動掃描、人工判讀，易出現(xiàn)漏檢和誤判，檢測效率低、可靠性差，需要研制一種大型鍛件自動超聲檢測系統(tǒng)，其中，檢測方法和信號處理

2、是系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)，但是，目前使用的技術(shù)都有一定的局限性，本文針對這些技術(shù)進行理論和實驗研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　1.提出了大型圓筒型鍛件及大型中厚鋼板的多通道自動超聲檢測方法。對于大型中厚鋼板，主探頭組（兼作橫邊探頭組）放置在鋼板橫向中間部位，縱邊探頭組放置在鋼板兩個縱邊，檢測橫邊時，鋼板不動，主探頭左右擺動，檢測其它部位時，鋼板沿壓延方向勻速直線運動，主探頭左右擺動，縱邊探頭不動，形成板邊為矩形而板內(nèi)為正弦或余弦的掃描軌

3、跡;對于大型圓筒型鍛件，直探頭組和斜探頭組分別縱向放置在直徑方向上筒壁的兩個外側(cè)，檢測時，圓筒型鍛件繞其軸線原地旋轉(zhuǎn)，兩組探頭同時沿軸線平移，形成空間螺旋線的掃描軌跡。將超聲探頭分組放置在不同位置，同時對檢測工件按指定路徑進行自動全方位掃描，提高了檢測效率和可靠性。
　　2.對超聲反射回波信號降噪的理論和算法進行了研究，提出了基于小波變換和獨立分量分析的超聲反射回波信號降噪算法(WICAW)。利用小波變換將原始信號分解，對分解的系

4、數(shù)進行獨立分量分析，并對分離出的獨立分量進行閾值評估，濾除噪聲，再通過小波重構(gòu)得到降噪后的超聲信號。仿真和實驗結(jié)果表明，該算法既不丟失有用信息又提高了信噪比，性能優(yōu)于小波軟閾值降噪算法。
　　3.對缺陷超聲信號的特征提取與識別技術(shù)進行了研究，提出了基于小波系數(shù)聚類和SVM的缺陷超聲信號特征提取與識別算法。利用小波變換對降噪的超聲回波信號進行分解，然后以概率統(tǒng)計聚類的方法將分解得到的小波系數(shù)聚類，計算每個聚類的小波系數(shù)能量值并作為S