金屬薄板缺陷超聲檢測技術(shù)與信號處理研究.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，對薄板缺陷的檢測、安全性能的評估是必不可少的。超聲蘭姆波檢測技術(shù)是對薄板進(jìn)行檢測的有效手段，與常規(guī)的一些檢測手段相比較具有高效、準(zhǔn)確等優(yōu)勢，從而得到廣泛的應(yīng)用。
　　由于常規(guī)薄板檢測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，這類超聲波僅對某一個范圍的缺陷可以識別出來，對另外一大類的缺陷卻無能為力。本文針對這種固定模態(tài)對缺陷的有限識別的問題，采用直探頭激發(fā)

2、多模態(tài)超聲蘭姆波檢測原理，構(gòu)建了一個雙探頭超聲蘭姆波檢測系統(tǒng)。這樣激發(fā)的好處是聲波由于板的約束向四周擴散，擴散過程中會產(chǎn)生多模態(tài)并存的超聲蘭姆波信號，這些多模態(tài)信號可以對多種缺陷識別出來，同時，造就了信號的復(fù)雜性，因此需要對其進(jìn)行信號處理。
　　本文先對超聲蘭姆波的多模態(tài)檢測原理進(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。對薄板進(jìn)行蘭姆波檢測時，首先要對其進(jìn)行模態(tài)識別，通過對比常用的模態(tài)識別方法，本

3、文采用STFT（短時傅里葉變換）方法進(jìn)行模態(tài)識別，得到二維時頻圖并與之前得到的頻散曲線進(jìn)行對比，可有效識別從而選擇激勵合適的模式。其次，由于蘭姆波信號的復(fù)雜性，需要對信號有效地降噪預(yù)處理，其中小波閾值去噪及經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)方法均有一定的效果，通過仿真結(jié)果對比，加之EMD的自適應(yīng)性以及對信號特征的保留程度，本文選擇EMD方法作為預(yù)處理手段。然后通過對各階IMF分量進(jìn)行時頻分析，對時域、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)