金屬薄板缺陷超聲檢測(cè)技術(shù)與信號(hào)處理研究.pdf

1、金屬薄板是航天、高壓容器等制造業(yè)中常被采用的構(gòu)件，對(duì)薄板缺陷的檢測(cè)、安全性能的評(píng)估是必不可少的。超聲蘭姆波檢測(cè)技術(shù)是對(duì)薄板進(jìn)行檢測(cè)的有效手段，與常規(guī)的一些檢測(cè)手段相比較具有高效、準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì)，從而得到廣泛的應(yīng)用。
　　由于常規(guī)薄板檢測(cè)使用帶有一定角度的斜探頭，而固定角度入射只能形成一種固定模態(tài)的超聲波，這類超聲波僅對(duì)某一個(gè)范圍的缺陷可以識(shí)別出來，對(duì)另外一大類的缺陷卻無能為力。本文針對(duì)這種固定模態(tài)對(duì)缺陷的有限識(shí)別的問題，采用直探頭激發(fā)

2、多模態(tài)超聲蘭姆波檢測(cè)原理，構(gòu)建了一個(gè)雙探頭超聲蘭姆波檢測(cè)系統(tǒng)。這樣激發(fā)的好處是聲波由于板的約束向四周擴(kuò)散，擴(kuò)散過程中會(huì)產(chǎn)生多模態(tài)并存的超聲蘭姆波信號(hào)，這些多模態(tài)信號(hào)可以對(duì)多種缺陷識(shí)別出來，同時(shí)，造就了信號(hào)的復(fù)雜性，因此需要對(duì)其進(jìn)行信號(hào)處理。
　　本文先對(duì)超聲蘭姆波的多模態(tài)檢測(cè)原理進(jìn)行理論研究，并通過求解描述該特性的瑞利-蘭姆方程，繪制出它的理論頻散曲線。對(duì)薄板進(jìn)行蘭姆波檢測(cè)時(shí)，首先要對(duì)其進(jìn)行模態(tài)識(shí)別，通過對(duì)比常用的模態(tài)識(shí)別方法，本

3、文采用STFT（短時(shí)傅里葉變換）方法進(jìn)行模態(tài)識(shí)別，得到二維時(shí)頻圖并與之前得到的頻散曲線進(jìn)行對(duì)比，可有效識(shí)別從而選擇激勵(lì)合適的模式。其次，由于蘭姆波信號(hào)的復(fù)雜性，需要對(duì)信號(hào)有效地降噪預(yù)處理，其中小波閾值去噪及經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)方法均有一定的效果，通過仿真結(jié)果對(duì)比，加之EMD的自適應(yīng)性以及對(duì)信號(hào)特征的保留程度，本文選擇EMD方法作為預(yù)處理手段。然后通過對(duì)各階IMF分量進(jìn)行時(shí)頻分析，對(duì)時(shí)域、頻域的特征信息進(jìn)行提取，為后續(xù)缺陷的分類奠定基礎(chǔ)