超声波测厚的信号处理分析

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1、摘要近年来，复合材料在工程中的应用迅猛增长，主要是代替传统的金属材料，用于飞机制造、汽车制造、造船、化工、家具与电器设备等领域受到重用。而工业上许多结构和部件的厚度在非破坏的情况下精确测量是极为重要的问题。例如:船舶壳体、各种高温高压容器以及原子能工业中的不锈钢管道等部件，在使用的过程中由于经受腐蚀会使壁厚发生变化，必须定期进行检验以防止发生事故。在石油管道使用过程中，由于石油的腐蚀，管道有些地方容易变薄，一旦发生事故，后果不堪设想。本论文采用具有界面定位准确、灵敏度高等优点的超声无损测量方法,并将小波分析用于双层金属复合材料的厚度测

2、量研究中，主要完成了以下工作:对超声波检测技术和检测方法进行研究，针对双层金属复合材料，结合脉冲反射式超声波检测原理设计分析了判定分层界面位置的方法，并推导出了厚度计算公式。运用Matlab7.0工具，利用功率谱分析法得到回波信号的频率分布情况，选取适合的小波函数和小波分解层数对回波信号进行多分辨率分析和小波奇异性检测，判别双层复合材料各界面信号，得到了厚度值信息。实验表明测量结果与实际相符。关键词：复合材料；小波分析；无损检测；超声波；测厚iiiAbstractMoreandmorecompositematerialsareused

3、inmanufactureofplanes,automobiles,ships,etc.Theyrecentlyreplacemostconventionalmaterialsinmanyareas.Theyaretheparticularlyimportantinthoseareassuchasnavigation,navalshipandstructureofnuclearenergy.Thestructureoftheindustrialandthethicknessofcomponentsinthecaseofnon-dest

4、ructivemeasurementaccuracyisextremelyimportantissue.Inthisthesis,waveletanalysiswillbeusedforthethicknessnon-destructivemeasurementofdouble-metalcompositematerial,andnon-destructivemeasurementmethodisusingtheultrasoundwhichisaccuracyinterfacepositioning,highsensitivityd

5、etection.Themainworkdoneasfollows:Havearesearchaboutultrasonicdetectiontechnologyandmeasurementmethods.Forthedouble-metalcompositematerial,determinetheappropriatemethodaboutthicknessmeasurement,andanalysisthealgorithmofthickness.Combinationofpulsereflectiontypeultrasoni

6、ctestingtodeterminetheprincipleofhierarchicaldesignandanalysisofthelocationoftheinterfacemethods,andderivedaformulaforcalculatingthethickness.UsingMatlab7.0,thepowerspectralanalysisofechosignalsobtaineddistributionofthefrequency,selecttheappropriatewaveletfunctionandwav

7、eletdecompositionleveloftheechosignalanalysisandmulti-resolutionWaveletSingularityDetection,double-layercompositedistinguishtheinterfacesignal,receivedinformationofthethickness.Experimentsshownodifferencewiththeactualmeasurementresults.KeyWords：Compositematerials;wavele

8、tanalysis;nondestructivedetection;thicknessmeasurement;ultrasonic.iii目录1绪论11.1本课题的研究背景及意义11.1.1复合材料检测的意义11.1.2