张红数字信号处理

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1、-数字信号处理论文姓　名蒋喜尧学　号1107110222学院理学院班级信息与计算科学11-2班指导教师张红2014年11月.---数字信号处的应用前言随着我国科学和工业技术的迅速发展，工业现代化进程日新月异，它的实现是建立在材料高品质的基础之上的，为确保这种优异的质量，必须采用不破坏产品原来的形状、不改变使用性能的检测方法，对产品进行百分之百的检测，以确保产品的安全可靠性，这种技术就是无损检测技术。在五大常规无损检测方法中(超声、射线、磁粉、渗透、涡流)，超声波检测因其具有方向性好、穿透能力强、能量高以及对人体无

2、害等独特的优点，而得到了广泛的应用。数字信号处理是一个新的学科领域，它通过计算机或专用处理设备，用数字方式去处理数字或符号所表示的序列，以得到更符合人们要求的信号形式。传统的超声波检测用手工进行，操作人员凭借经验对探伤仪上显示的波形进行评定，有一定的主观性，缺乏对信号本身的解剖，无法从根本上求证信号与被测对象之间的必然联系。为了能准确地提取出蕴涵于超声波信号中的信息，我们可以利用数字信号处理技术，从时域方面建立超声波信号的有限参数模型，从而将含在大量数据中的信息浓缩在有限个参数上。模型不仅可用于对信号的内在变化规

3、律性与统计特性的描述，还可用于对过程的预测、控制，或对设备的工况监测、故障诊断等等，它比一个具体的时间序列或按数据所估计的特征量，更具有代表性。本文介绍了属于无损检测范畴的超声波检测技术的原理和常用方法，阐述了超声波检测中的数字信号处理技术，即超声信号的发射与接收、数字化处理过程及频谱分析。1无损检测简述无损检测以不损害被检验对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件进行有效地检验和测试，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理性能。.---无损检测技术是一类在工业发展中有

4、着重要作用的新兴技术，它是由其可靠性、安全性与经济性决定的。无损检测技术的可靠性指的是，它可以在不损坏工件完好性的情况下百分之百地检测，所以不会产生像破坏性取样检测方法所固有的漏检问题。无损检测技术的安全性指的是，它能把隐藏在材料与结构中的危害性缺陷检测出来，因此它的使用会使被检工件安全运行。它的经济性则是指无损检测技术的利用会创造出巨大的经济效益。随着计算机技术和信息技术的飞速发展和时代的进步，超声波无损探伤的数字化、自动化、图像化、以及智能化成为了研究的热点，尤其是超声成像技术和缺陷的自动识别技术的运用，不仅

5、可以用图像的方式直观的显示内部缺陷，而且可以利用现代信号分析处理技术，对缺陷进行定量分析和无损评价。现代无损检测技术还应包括计算机数据和图像处理、图像的识别与合成以及自动化检测技术。无损检测的目的主要来源于三个方面：质量管理，在役检测，质量鉴定。无损检测技术在现代工业的各个方面都有着广泛的应用：体现在改进产品质量、产品设计、加工制造、成品检验以及设备服役的各个阶段；体现在新材料和新技术的研究中；也体现在保证机器零件、最终产品的可靠性和安全性上。当代的世界各国都非常重视无损检测技术在国民经济各领域中的作用，投入大量

6、的科研经费研究此技术以提高本国的产品竞争力和促进本国的经济发展。2超声检测技术概述超声检测(UT）是工业上无损检测的方法之一。超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，发射和接收器可对反射波进行分析，就能异常精确地测出缺陷来．并且能显示内部缺陷的位置和大小，测定材料厚度等.超声检测的基本原理如图2-1所示图2-1超声检测过程的基本原理n2.1超声检测原理超声波是频率高于20千赫的机械波。在超声探伤.---中常用的频率为0.5～5兆赫。这种机械波在材料中能以一定的速度和方向传播，遇到声阻抗不同的异质界面（如缺

7、陷或被测物件的底面等）就会产生反射。这种反射现象可被用来进行超声波探伤，最常用的是脉冲回波探伤法探伤时，脉冲振荡器发出的电压加在探头上（用压电陶瓷或石英晶片制成的探测元件），探头发出的超声波脉冲通过声耦合介质（如机油或水等）进入材料并在其中传播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途径返回探头，探头又将其转变为电脉冲，经仪器放大而显示在示波管的荧光屏上。根据缺陷反射波在荧光屏上的位置和幅度（与参考试块中人工缺陷的反射波幅度作比较），即可测定缺陷的位置和大致尺寸。除回波法外，还有用另一探头在工件另一侧接受信号的穿透法。利用

8、超声法检测材料的物理特性时，还经常利用超声波在工件中的声速、衰减和共振等特性。n2.2超声波探伤的优势超声波用于无损检测技术是由其特性决定的：(1)超声波的穿透能力强：超声波在大多数的介质中传播时，传播损失的能量小，传播的距离大，穿透能力强，在一些金属材料中，其穿透能力可达数米。这是其它探伤方法无法与之媲美的。(2)超声波的能量高：超声波的探伤频率远远高于声波，而能量与频