一、非接触式管材和小型材直径检测系统（论文文献综述）
李超[1]（2021）在《基于ZYNQ的金属表面缺陷涡流检测系统的设计》文中认为金属器件在制造和使用的过程中,受环境的影响在表面会产生气泡、腐蚀、裂纹等缺陷,由于缺陷的存在会影响器件的抗腐蚀性、耐磨性和抗疲劳性,如果不及时发现会引起巨大的经济损失和安全事故。涡流检测作为金属表面缺陷检测的一种方法,因为不需要耦合剂,且操作简单,易于自动化被广泛应用。根据涡流检测原理,本文设计了基于ZYNQ的涡流无损检测系统,并进行了相关实验对系统进行验证。主要工作如下:（1）阐述了涡流检测的理论基础,并将检测模型等效成相应电路,分析了传感器探头参数对检测结果的影响,通过COMSOL有限元软件对传感器扫描金属板的过程进行仿真,分析了激励频率和提离距离对检测结果的影响。根据涡流检测的原理设计了激励信号输出电路和检测信号采集电路。（2）根据数字相敏检波的原理设计了相应的算法IP核,对DMA的通信进行了讲解并给出了实现方式。设计了变频控制模块,可以通过上位机改变激励信号频率。阐述了FIR低通滤波器的原理和结构,利用Matlab的FDAtool工具设计了FIR滤波器系数,使用System Generator对设计的FIR滤波器进行仿真,仿真完成后进行板载测试,观察滤波效果。最后,设计了PS（Processing System）端对PL（Progammable Logic）端各个模块的初始化和相互协调控制流程,给出了实现UDP（User Datagram Protocol）通信需要的函数。（3）利用Labview平台开发了与硬件系统对应的上位控制机界面,使用本文设计的系统对包含人工缺陷的钢板进行检测。首先对激励信号输出电路和检测信号采集电路进行测试,验证电路的功能。然后从改变激励信号频率,提离距离和缺陷深度三个方面,观察检测结果的变化。本文设计的系统为单通道涡流检测系统,只有一个激励信号输出通道和一个检测信号采集通道,激励信号的频率范围为1kHz～1MHz,结合设计的传感器能检测到的最小缺陷的深度为1.375mm。
陶杨吉[2]（2021）在《聚乙烯管道热熔接头的相控阵超声检测中孔洞缺陷的表征和重构》文中提出聚乙烯管道具有良好的耐腐蚀性、韧性,已经广泛地应用在核电、油气输送领域。热熔焊接是聚乙烯管道常用的焊接方式,焊接的质量较高而成本低廉。热熔焊接过程中,焊接参数、人员操作和环境等因素会影响聚乙烯管道的焊接情况,可能致使热熔接头内部形成缺陷,影响管道安全运行。聚乙烯管道热熔接头需借助相控阵超声检测技术进行安全检测。聚乙烯管道热熔接头的相控阵超声检测采用扇形扫描进行检测,而扇形扫描的声束偏转时声压随着扫描角度增大而减小,造成缺陷检测图像畸变,难以进行缺陷辨识。本文通过聚乙烯管道热熔接头的无损检测、缺陷响应的数值仿真及缺陷仿真数据的统计分析等工作,研究聚乙烯管道热熔接头中相控阵超声检测结果的缺陷表征和重构方法。本文主要完成的工作如下:（1）考虑热熔接头熔合面处的卷边结构限制相控阵探头的检测位置,制定了热熔接头的相控阵超声检测工艺,分类热熔接头中缺陷类型并分析缺陷的形成原因。采用此检测工艺对某市的燃气管道进行现场检测,获得缺陷多发的接头类型和常见的缺陷类型,确定缺陷仿真的研究对象。（2）基于CIVA仿真软件实现了DN315聚乙烯管道热熔接头相控阵超声检测的声场模拟和孔洞缺陷仿真,建立了缺陷仿真结果与实际缺陷特征参数的对应关系,提出了热熔接头检测的缺陷定量和定位的表征方法。缺陷定量中,分析F/B值与缺陷尺寸的规律,探究埋藏深度影响。缺陷定位中,分析轴向距离计算值、埋藏深度计算值与埋藏深度实际值的规律,探究了缺陷尺寸影响。（3）针对缺陷表征结果中F/B值、轴向距离计算值和埋藏深度计算值,通过矩阵散点图得到实际缺陷特征参数与缺陷表征结果之间的关系。采用两种回归模型进行缺陷重构,讨论了回归模型对多项式回归的影响,核函数、核函数系数和惩罚系数对支持向量回归的影响。综合考虑误差和拟合程度,确定了缺陷尺寸、位置差值的多项式回归方程和支持向量回归模型。在此基础上以50%权值对多项式回归方程和支持向量回归模型进行简单加权组合,得到组合回归模型,形成孔洞缺陷的重构方法。
赵振勇[3]（2021）在《基于电磁超声换能器的金属材料结构特性评价研究》文中进行了进一步梳理随着中国进行改革开放和世界经济的不断发展,人们对金属产品的使用持续攀升。由于受到原料、加工工艺等技术因素的限制,金属在加工生产过程中不可避免地会产生某些缺陷,例如孔洞、裂纹等;此外,许多金属制品工作在高温、高压、潮湿环境,在使用过程中极易受到腐蚀磨损,因此对金属结构产品进行定期无损检测可以预防安全事故发生和造成重大的经济损失。电磁超声技术虽然优点众多,但是其换能效率却很低。如何合理的设计电磁超声换能器的永磁体结构、线圈类型来提高换能器的换能效率和信噪比使接收信号更加纯净以及提高系统的检测精度是目前EMAT研究领域所面临的严峻挑战。首先,本文介绍了电磁超声换能器的三种换能机理,然后基于换能机理,又分析了EMAT置于金属板边缘时产生的横波和瑞利波的传播过程,以及当金属板底部具有一定倾斜角度和EMAT的边缘摆放位置不同时对回波信号的影响,紧接着对接收到的横波和瑞利波波包使用超外差正交相敏检波技术进行分析,最后通过实验对金属材料的测量精度进行评价。然后,在文章中又设计了一种具有“镜像”对称结构的蝶形线圈,用来增强回波信号幅值。通过分析静态磁通密度、质点振动和x方向上的洛伦兹力分布,得出新型换能器的换能效率要明显高于传统换能器,紧接着又在频域中通过对比分析了具有“镜像”对称结构蝶形线圈的换能器与传统换能器在发生谐振时谐振频率之间的关系,最后根据实验数据和利用SNC方法对含有噪声的超声回波信号进行处理以提高新型换能器的检测效果。根据自然界中不存在绝对光滑的物体这一事实,文章着重分析了当金属表面具有一定粗糙度时,对超声波的传播影响。通过建立二维高斯粗糙表面的有限元模型,对生成的不同粗糙面和粗糙面所在的位置进行超声波的发射、接收、反射、透射的影响过程进行综合分析。最后,在基于SVM的基础上,利用5000-SNAP系统对Ra为0.8μm、1.6μm、3.2μm、6.3μm的粗糙表面进行检测,并对时域回波信号及频域信号进行数据处理和信号特征提取,然后通过已训练好的SVM分类器进行分类识别。
徐煦源[4]（2020）在《钢板腐蚀电磁超声C扫成像检测方法研究》文中研究表明钢板的机械性能具有强度高、硬度大、抗压能力强等特点,在桥梁,电站,高压锅炉容器和大型船舰等领域得到广泛应用。然而,钢板制品在长期服役过程中,由于物理、化学或电化学作用时常会造成破损或变质的腐蚀现象。电磁超声检测因其无需耦合剂以及非接触等优点,成为了新兴的钢板腐蚀检测技术。首先,本文调研了钢板腐蚀的原因以及基于形态学的腐蚀缺陷分类,通过分析电磁超声在钢板腐蚀缺陷检测处的激励、接收、传播与散射规律,确定了基于电磁超声测厚探头的钢板腐蚀检测方案。建立了基于COMSOL有限元软件的电磁超声激励和接收仿真模型,对比实验结果表明,深宽积大于2mm×8mm的均匀腐蚀厚度变化可以通过脉冲反射法直接测出。进一步通过正交试验法研究局部腐蚀的检测规律,结果发现底面回波高度法更适用于小尺寸局部腐蚀缺陷检测,并且缺陷底部的面积对一次回波信号的衰减更为明显。其次,基于理论基础的研究和仿真结果,对电磁超声检测性能进行了实验研究。对比分析了4种不同形状激励线圈的测厚反射回波信噪比,线圈的幅频特性以及线圈的有效作用区域。针对电磁超声换能效率低的特点,设计了L型阻抗匹配网络,通过实验的方式研究电路的阻抗匹配优化,并得到更好的反射回波信号。针对不同程度腐蚀带来的厚度变化,实验表明方形线圈对于细长型局部腐蚀分辨率更高,而螺旋线圈对于点蚀类腐蚀缺陷具有良好的检测效果。最后,搭建了钢板腐蚀电磁超声检测系统,结合运动平台以实现超声C扫成像,设计了基于LabVIEW的信号采集程序。设计了基于射频采样法的C扫描成像算法,对加工的样板进行腐蚀缺陷成像,设计了基于限幅滤波算法的改进算法,对样板腐蚀图像进行后处理,最终结果证明设计的电磁超声C扫描系统可以检出深宽积为1mm×3mm的腐蚀缺陷。
王赫[5]（2020）在《荧光渗透探伤裂纹尺寸检测技术研究》文中认为工业化进程的飞速推进,对仪器设备的工作效率提出了更高的要求。同时,仪器设备日渐复杂的组成结构,让结构精度的高低成为了评价仪器可靠性的重要指标。由于裂纹缺陷的存在会引起设备机械性能的急剧降低,严重影响仪器设备的性能,所以零件表面裂纹缺陷的存在与否也成为了评价仪器设备工作质量的关键一环。无损探伤技术的日渐成熟与图像处理技术的不断发展,让传统工业测量与新兴技术的融合成为可能,为裂纹尺寸检测技术开辟了一条全新的道路。针对仪器设备零件的裂纹尺寸检测问题,本文设计了一种基于荧光渗透探伤技术与图像处理技术的裂纹尺寸检测系统,在保持较高精度的基础上,可以实现对多种不同表面形状（平面、曲面与阶梯型表面）零件的裂纹尺寸测量。首先,通过对传统渗透探伤方法的归纳和总结,在荧光渗透探伤法的基础上,采用单个像元尺寸叠加的方式,确定裂纹缺陷的尺寸信息。精度分析结果显示,对于最大长度不超过5mm的裂纹,该裂纹尺寸检测系统的长度测量精度优于±17.27μm,对于最大宽度不超过0.5mm的裂纹,宽度测量精度优于±1.73μm,满足系统使用指标中长度、宽度测量精度均小于总尺寸±0.4%的要求;其次,根据技术指标要求,完成了裂纹尺寸检测系统的光机结构设计,并对其各个单元的功能进行了介绍;最后,搭建了相关的实验装置,并分别对零件表面为平面、零件表面为曲面及零件表面为阶梯型表面三种情况下的零件表面缺陷进行了验证实验,实验结果表明,在零件表面为平面的测量结果为2.9145mm、2.2396mm、4.1754mm,在零件表面为曲面的测量结果为2.5871mm,在零件表面为阶梯型表面的测量结果为5.1992mm,裂纹长度与宽度的测量精度均在总尺寸的±0.4%以下,验证了设计方案的可行性。
周凡宇[6]（2019）在《倒立式盘拉机支撑结构的静动态性能研究与优化设计》文中认为倒立式盘拉机是拉拔管材的重要设备,由于其具有效率高、速度快、成品性能好等优点得到了广泛的应用。目前,国内市场的盘拉机产量趋于饱和,厂家迫切需要拓宽国外市场,但是盘拉机支撑结构的振动问题严重影响了出口。本文以苏州奥智智能设备有限公司生产的一款倒立式盘拉机为研究对象,重点针对盘拉机支撑结构的静动态特性进行分析和优化,同时对卷筒上管材下落时的振动问题进行简要分析。文章主要内容如下:（1）建立支撑结构关键部件主平台的三维模型,并利用有限元软件对其进行模态分析;利用“锤击法”进行模态实验,获得主平台的仿真固有频率和振型。将实验模态和计算模态对比,验证有限元建模的准确性,并分析主平台的薄弱部位。将所有部件按照装配关系装配成支撑结构,计算支撑结构整体的频率和振型并进行分析。（2）利用信号采集箱和LabVIEW软件进行减速机在运动状态下的振动测试,得到了转速从300r/min到1000r/min变化时的振动数据。利用MATLAB分析振动加速度数据,找出了振源引发的实际激励频率的范围,明确支撑结构固有频率的优化目标。针对机内振源和机外振源提出对应的减振方法,为盘拉机等类似设备的减振提供参考。（3）针对一般工况和极端工况分析了支撑结构的静力学特性,校验了支撑结构的强度和刚度。并根据静力学分析结果,结合结构优化方法,利用ANSYS软件对支撑结构进行优化,在确保支撑结构安全可靠的前提下使其结构更加合理。对于优化后的结构进一步分析其静、动态特性,并对优化的结果进行评估。（4）分析缠绕在卷筒上的管材下落时发生振动的原因,针对次要原因弯曲应力设计了压力释放装置,针对主要原因摩擦力从摩擦系数和润滑的角度进行研究。利用ABAQUS模拟不同摩擦系数下管材的受力和变形情况,结果表明,摩擦系数越大,管材拉拔时的内部应力和变性越大,以此表明合理润滑的重要性。
胡洁[7]（2019）在《金属-PE变径弯管接头气密质量检测装置研究》文中认为金属-PE变径弯管接头广泛应用于城市天然气供气管网,随着城市环保要求地不断提高,对天然气的用量需求越来越大,其专用弯管接头用量也随之激增。为了避免因弯管接头质量问题造成天然气泄漏而引起爆炸、火灾,甚至发生涉及人身安全的事故发生,对弯管接头的气密性质量检测也提出了更高的要求,弯管接头制造企业也更加关注其产品气密性的质量检测。由于金属-PE变径弯管接头的组合用料和结构特殊性,制造企业不再满足于传统依赖人工的复杂检测方法,急需研究一种既能满足质量检测要求、也能批量化、操作简便的自动化质检装置。本文在充分调研的基础上,结合制造厂家的实际情况,研究了弯管接头气密性检测技术的国内外研究现状,详细阐述了几种常用的气密性检测方法的原理,提出了柔性气囊密封与现代图像处理技术相结合改进传统气泡法的管道接头气密性质量检测方案。先后完成了装置的硬件设计部分和气泡图像处理部分,并进行了原理机的设计和装置制作。装置的硬件部分主要包括柔性气囊密封设计、气路设计和电路设计,其中柔性气囊密封设计采用橡胶气囊对管道进行密封,并从理论和仿真上验证了可实施性;气路设计主要是气囊充放气和待检测部位的充放气设计;电路设计主要包括电源电路、单片机控制、串口通信等;同时对摄像头和升降平台等器件进行器件选型,并搭建完成了相应的实验平台。在图像处理部分首先介绍并对比了预处理过程中各种方法的原理和处理后的实际效果,选取适合本文的预处理方法和过程,针对运动气泡的检测,提出了改进粒子群算法结合最大类间方差法的阈值选取方法,有效地改善了目标分割轮廓不完整的现象,将改进后的阈值选取方法应用在三帧差运动目标检测算法上,实现了管道泄漏过程中气泡的识别和检测。用Matlab设计上位机,实现单片机和上位机的连接,进行图像处理算法的研究,并且显示处理后的结果。论文完成了气密性质量检测原理机的搭建、调试并在实验环境下进行了验证测试,实验结果分析表明:论文成果原理正确、方法可行,装置性能达到了设计指标的要求,具有实用性和一定的推广应用的价值。
刘学坤[8]（2019）在《基于激光热弹效应的机械零件表面缺陷检测方法研究》文中研究说明机械零件是组成机械和机器的不可分拆的基本单元,广泛地应用于航空航天、能源化工、交通运输、武器装备、生产设备等重要领域。机械零部件在服役的过程中会受到高温、高压、高负荷、腐蚀、辐射等恶劣环境影响,在零件表面或者内部产生缺陷损伤,如果不能及时有效的识别缺陷并采取必要的措施,缺陷会进一步发展最终导致零部件的失效。机械零件的失效严重降低了机械设备的稳定性和可靠性,甚至可能导致危险性高和破坏性大的事故,造成巨大的经济效益损失,危及人民生命安全。因此研究机械零件的故障诊断方法,实时评估其质量以及安全性能,确保机械设备的安全、可靠长期运行具有重要的理论意义与巨大的社会经济价值。论文依托国家自然科学基金项目“机械构件疲劳裂纹的激光超声检测新方法研究”（No.51375434）,开展基于激光热弹效应的机械零件表面缺陷检测方法研究。论文的主要研究内容与创新工作有:（1）分析了激光热弹效应的基本原理,建立基于激光热弹效应的激光超声模型,研究一种基于Romberg数值积分和De-Hoog数值反演的激光超声波场求解方法;建立典型的平板和圆柱类机械零件的激光超声全耦合有限元模型,研究激光超声有限元模型的显式求解方法。分析了不同激发模式下激光声表面波的机械零件表面缺陷检测方法及其应用特点,为机械零件表面缺陷的激光超声检测提供了理论依据。（2）分析单点激发模式下激光声表面波表面缺陷信号的特性,研究一种单点激发模式下激光声表面波机械零件表面缺陷的小波包-奇异值分解（Wavelet Packets Transform-Sigular Value Decomposition,WPT-SVD）识别方法,构建了一个表征表面缺陷深度的参数kr。该方法首先应用小波分析方法提取激光声表面波的渡越时间,识别机械零件表面缺陷的位置;其次利用WPT方法对圆柱表面缺陷透射信号进行分解,构建缺陷特征矩阵;而后对特征矩阵奇异值分解,获得非零奇异值组,惟一的表征不同缺陷深度下的激光超声透射信号;最后构建参数kr表征表面缺陷的深度。搭建了激光超声圆柱表面缺陷检测系统,证明了该方法可以用于表面缺陷的位置和深度识别。（3）分析了圆柱表面缺陷的激光声表面波叠加增强的机理,研究一种线扫描模式下基于激光声表面波叠加增强的圆柱表面缺陷位置和深度识别方法。通过分析不同检测位置下线扫描激发的激光声表面波峰峰值变化规律,提出一种任意直径下基于激光声表面波叠加增强的圆柱表面缺陷优化检测方法。研究激光声表面波的SLLS（Scanning Laser Line Source）峰峰值的极值（SLLSP值）与圆柱表面缺陷深度之间的关系,为表面缺陷的深度识别提供了依据。（4）研究了一种面扫描模式下基于宽频段激光声表面波频率-波数（Frequency-Wavenumber,F-W）分析的表面缺陷识别方法。通过提取激光声表面波频率段内每一频率下的缺陷散射波的波数数据,重构表面缺陷图像。建立了激光超声三维扫描检测系统,给出激光面扫描程序。试验结果表明:该方法有效的滤除边界反射波的干扰,表面缺陷的成像分辨率明显的高于反射波RMS（Root Mean Square）方法的成像分辨率,能识别表面缺陷的位置、取向以及严重程度。（5）研究了一种宽频段激光声表面波空间-频率-波数（Space-Frequency-Wavenumber,S-F-W）成像的表面缺陷定量检测方法。通过对比分析滑动窗口尺寸和激光声表面波频率段对表面缺陷的成像效果的影响,根据图像分辨率和信噪比筛选最优的S-F-W滑动窗口尺寸和最优激光声表面波频率段。研究表面缺陷S-F-W图像的图像分割方法,给出表面缺陷几何特征参数的定量提取方法,实现了表面缺陷长度、宽度、周长、面积、倾斜角度等几何特征尺寸的定量提取。
张欧[9]（2019）在《抽油杆杆体缺陷的漏磁检测及其数据处理》文中认为有杆泵采油方式以其结构简单、寿命长和适应性强等特点,成为了目前最主要的机械采油方法。抽油杆作为有杆泵采油系统中的“三抽”设备之一,其作用是将地面抽油机的动力传递给井下抽油泵。在工作过程中,抽油杆长期承受腐蚀和交变载荷,极易形成腐蚀坑、裂纹等缺陷,严重时将导致断脱杆事故的发生。对抽油杆表面存在的缺陷进行检测,提前采取针对性的措施,可以降低事故发生的概率,节省维修成本。漏磁无损检测技术是抽油杆缺陷检测的主要方法之一,本文基于该技术对抽油杆杆体表面横向和纵向缺陷的检测方法进行了研究。采用双线圈直流轴向磁化方式设计了一套抽油杆杆体缺陷漏磁检测方案,该方案可对两种不同类型的缺陷进行漏磁检测,解决了抽油杆杆体缺陷检测中磁化方向需与缺陷走向垂直的问题。论文首先分析了漏磁检测的基本原理和磁化方向,在磁偶极子模型基础上,提出了一种漏磁场梯度评估缺陷漏磁信号的方法。通过有限元方法对单、双线圈直流磁化效果的分析,表明了双线圈直流磁化方式下的磁化场更加均匀和稳定,更有利于缺陷漏磁场的形成。对多层密绕磁化线圈的参数进行了数值推导,确定了漏磁检测中所采用的磁化线圈参数。建立了抽油杆缺陷漏磁检测的有限元模型,研究了杆体缺陷的漏磁场分布及其影响因素。设计了双线圈直流磁化的漏磁检测方案,对抽油杆杆体的横向缺陷和纵向缺陷的进行了漏磁检测仿真,验证了方案的可行性;分析了漏磁场分布的影响因素,得到了漏磁场分布随缺陷深度、缺陷长度和磁化强度的变化趋势;采集了不同提离高度下的漏磁场峰值信息,利用数值拟合方法得到了漏磁场峰值与提离高度之间的关系曲线,为提离高度的选取提供了依据。绕制了用于直流磁化的多层密绕线圈,研制了基于Buck-Boost变换器的直流磁化恒流源,并验证了该恒流源在线圈直流磁化中的可用性。设计了双路霍尔输出的漏磁信号调理电路,基于LabVIEW编写了漏磁信号实时采集与处理系统,搭建了抽油杆缺陷漏磁检测的实验平台,通过实验验证了所设计方案的正确性。利用dbN、symN和coifN三种小波族对加噪后的仿真漏磁信号进行了去噪处理,对比分析了各小波族的去噪性能,获得了两组去噪效果最好的小波基sym6和sym8。在此基础上,提出了一种基于小波去噪和中值滤波的多级滤波算法,通过对实验漏磁信号进行去噪处理,结果表明了改进的去噪算法在信噪比和均方根误差等去噪性能方面优于常规小波去噪方法。基于检测到的缺陷漏磁信号研究了缺陷识别和二维轮廓重构方法。分析了不同尺寸的横向缺陷和纵向缺陷的漏磁场分布及其磁场梯度,得到了实验中漏磁场分布随提离高度的变化关系;建立了缺陷二维重构的状态空间模型,利用粒子滤波、扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波三种方法对缺陷进行了反演计算,比较了三种方法的重构性能及其优缺点。
邢燕好[10]（2019）在《电磁超声管道螺旋导波传播机理及检测研究》文中进行了进一步梳理压力管道广泛应用于石油化工、电站、军工等能源行业领域,因其工作环境极为恶劣,长期工作在高温、高压、易腐蚀等环境下,受各种外力作用或自身制造工艺原因致使裂纹产生不可避免,进而影响管道的安全运行。因此,管道裂纹检测对管道安全评价具有重要意义。根据裂纹的走向角度,管道裂纹可以分为轴向裂纹、周向裂纹和斜向裂纹。裂纹检测有超声导波、漏磁、弹性波等多种技术方法,其中超声导波法是裂纹检测的主要技术之一。目前,国内外管道裂纹检测超声导波法主要采用周向导波和轴向导波,分别实现轴向、周向裂纹检测。在进行管道检测过程中,超声波遇到斜裂纹缺陷时,反射超声波主声束的传播方向不再沿管道的轴向和周向,而沿管道的螺旋方向传播,即为管道螺旋导波。受超声波声场指向性的制约,轴向和周向探头无法较好接收到主声束沿着螺旋方向传播的超声导波。论文针对螺旋导波技术进行管道裂纹检测的问题,开展了理论、仿真、设计、实验等大量的研究工作,取得了部分新颖性的研究成果。论文对螺旋超声导波进行了数理描述,推导了螺旋导波主声束的传播方程。针对螺旋导波接收的技术难点,论文研究了管道螺旋超声导波的理论基础,通过对固体形变时体元的应力和应变分析,结合固体介质的弹性性质和弹性系数,描述了各向同性固体介质的声波方程;通过对管道中周向导波和轴向导波理论研究,结合扭转波的理论基础,对管道螺旋超声导波进行了数学描述;通过对其柱坐标系下的三维管道柱面展开成二维平面,进行了管道平面解析分析,推导了平面内螺旋波检测周向缺陷、轴向缺陷、一般斜向缺陷时的传播方程,包含发射波、反射波等螺旋波的声束主轴线的传播方程。提出了超声导波多模态分析的螺旋导波的分析方法。论文研究了电磁超声换能器导波传播方向分析和三维管道中电磁超声螺旋导波传播方向控制理论。论文在管道螺旋超声导波理论研究的基础上,详述了非接触式电磁超声的换能原理,并对电磁超声换能器的电磁学理论基础和机械力理论基础进行了阐述。非铁磁性材料中,电磁超声换能机理为洛伦兹力机理;铁磁性材料中电磁超声换能机理为磁化力机理、磁致伸缩力机理、洛伦兹力机理。论文基于毕奥-萨伐尔定律对静磁学中电流元在空间中产生的磁场分布理论,提出了电磁超声换能器导波传播方向分析模型,通过对瞬时等效通电闭合线圈产生的磁场分布进行数学计算分析,得出垂直于工作导线方向为磁场分布最大;垂直距相等时,在工作导线的中垂线方向其磁场分布最大;建立了三维管道中电磁超声螺旋导波传播方向控制模型,分析得出换能器线圈螺旋角度改变可以实现控制螺旋导波主声束的传播方向。论文研究了解析平面内电磁超声换能器的建模仿真,对电磁超声换能器的磁场、涡电流场、洛伦兹力等进行解析,设计了斜向曲折型线圈结构,并采用柔性FPC线圈设计制作了应用于管道检测的电磁超声螺旋导波换能器。本文在基于电磁超声换能器的理论分析和仿真分析基础上,提出并设计了一种电磁超声螺旋导波换能器,研究了换能器线圈夹角与螺旋导波升角的关系。当电磁超声螺旋导波换能器工作时,根据法拉第电磁感应定律,通有高频大功率激励电流的换能器线圈在钢管内部感应出沿螺旋方向的交变磁场,在永磁体的静态偏置磁场作用下,钢管表面及近表面会受力产生周期性收缩和拉伸变化,从而带动管道中质点形成高频振动,该高频振动沿着管道的螺旋方向以超声波的形式传播出去,形成了电磁超声螺旋导波。本文针对电磁超声管道螺旋导波内外检测方法和径向、轴向偏置磁场形式设计了四种应用于管道检测的电磁超声螺旋导波换能器。论文针对设计的能产生和接收螺旋导波的电磁超声换能器,进行了螺旋超声导波的传播功能验证实验和螺旋波的声场指向性实验等,实验研究了电磁超声管道螺旋导波的传播机理。论文针对样管上的周向槽缺陷进行了检测对比实验,当电磁超声螺旋导波换能器的激励线圈斜率变化时,不同的升角的螺旋导波接收回波时间不同;对分布在周向不同时钟位置的周向槽均能接收到回波,验证了螺旋导波电磁超声换能器的正确性。研究结果表明,螺旋导波可用于管道裂纹检测;电磁超声螺旋导波换能器线圈的升角不同,可以产生和接收不同升角的螺旋导波;螺旋导波的升角越大,螺旋导波速度沿轴向传播越快;螺旋导波的升角越小,螺旋导波速度沿轴向传播越慢,多模态导波的分离越清晰;小角度升角参数的螺旋导波具有回波多模态分析的显微镜功能。论文研究了电磁超声螺旋导波管道检测的轴向定位与缺陷斜向角计算方法。针对管道周向、轴向缺陷及斜向缺陷检测的设计目标,论文提出了两种电磁超声管道检测系统方案设计,利用回波信号的动、静态回波时间参数、幅值参数及收、发换能器线圈升角参数和管道参数等,推导了管道轴向定位坐标的计算方程。回波信号的动、静态回波时间值、幅值等是缺陷检测轴向定位的关键参数。论文通过对螺旋导波的理论计算、电磁超声换能器建模仿真、实验验证了管道螺旋导波的传播和管道周向和轴向缺陷检测的可行性,实现了一种新颖的管道缺陷检测技术的探究。
二、非接触式管材和小型材直径检测系统（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、非接触式管材和小型材直径检测系统（论文提纲范文）
（1）基于ZYNQ的金属表面缺陷涡流检测系统的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 涡流检测的发展及国内外现状 |
| 1.2.1 涡流检测国外研究现状 |
| 1.2.2 涡流检测国内研究现状 |
| 1.2.3 常用涡流检测方法 |
| 1.3 本文的结构安排 |
| 2 涡流检测理论基础 |
| 2.1 涡流检测原理与等效电路 |
| 2.1.1 涡流检测原理 |
| 2.1.2 涡流检测等效电路 |
| 2.2 传感器线圈参数与趋肤效应的影响 |
| 2.2.1 趋肤效应 |
| 2.2.2 线圈参数 |
| 2.3 传感器探头设计与仿真 |
| 2.3.1 COMSOL有限元仿真过程 |
| 2.3.2 激励频率的响应 |
| 2.3.3 提离值的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 涡流检测系统硬件设计 |
| 3.1 涡流检测系统整体结构 |
| 3.2 DAC转换与功率放大电路设计 |
| 3.2.1 D\A转换电路设计 |
| 3.2.2 运算放大器选型 |
| 3.2.3 功率放大电路 |
| 3.3 AD转换电路设计 |
| 3.3.1 AD8429 电路设计 |
| 3.3.2 可编程增益放大器 |
| 3.3.3 A/D采集单元 |
| 3.4 数字相敏检波 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 涡流检测系统软件设计 |
| 4.1 ZYNQ平台介绍 |
| 4.2 AXI4 接口技术 |
| 4.2.1 AXI＿Lite协议 |
| 4.2.2 AXI-Stream协议 |
| 4.3 DMA通信模块设计 |
| 4.4 变频控制模块设计 |
| 4.5 数字滤波器设计 |
| 4.5.1 FIR低通滤波器原理及结构 |
| 4.5.2 FIR滤波器的实现 |
| 4.6 PS端SDK控制设计 |
| 4.6.1 以太网通信 |
| 4.7 上位机软件 |
| 4.7.1 前面板功能介绍 |
| 4.7.2 UDP通信Labview实现 |
| 4.7.3 信噪比计算 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 涡流检测系统整体功能测试 |
| 5.1 DAC转换与功率放大电路测试 |
| 5.2 AD转换电路测试 |
| 5.3 系统整体测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（2）聚乙烯管道热熔接头的相控阵超声检测中孔洞缺陷的表征和重构（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 无损检测技术 |
| 1.1.1 X射线检测技术 |
| 1.1.2 红外热成像技术 |
| 1.1.3 微波扫描法 |
| 1.1.4 超声检测技术 |
| 1.2 相控阵超声检测技术 |
| 1.2.1 检测原理 |
| 1.2.2 扫描方式 |
| 1.2.3 研究进展 |
| 1.2.4 相控阵检测标准 |
| 1.3 目前存在的问题 |
| 1.4 研究内容及技术路线图 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线图 |
| 2 热熔接头的相控阵超声检测方法 |
| 2.1 热熔接头及其卷边 |
| 2.2 相控阵超声检测方法 |
| 2.3 热熔接头的缺陷分类 |
| 2.4 燃气管道现场检测 |
| 2.4.1 现场概况 |
| 2.4.2 相控阵超声检测结果 |
| 2.4.3 实际检测的缺陷图谱 |
| 2.4.4 缺陷产生的原因 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 相控阵超声仿真与孔洞缺陷表征 |
| 3.1 热熔接头声场仿真 |
| 3.1.1 声场计算方法 |
| 3.1.2 几何建模和仿真参数设置 |
| 3.1.3 声场仿真结果 |
| 3.2 孔洞缺陷仿真 |
| 3.2.1 孔洞缺陷的特征参数 |
| 3.2.2 孔洞缺陷建模 |
| 3.2.3 孔洞缺陷仿真结果 |
| 3.3 孔洞缺陷的定量表征 |
| 3.3.1 基于底面回波高度法的缺陷定量 |
| 3.3.2 基于半波高度法的缺陷定量 |
| 3.3.3 缺陷定量规律与定量方法对比 |
| 3.3.4 缺陷埋藏深度对定量结果的影响 |
| 3.4 孔洞缺陷的定位表征 |
| 3.4.1 基于缺陷回波高度法的缺陷定位 |
| 3.4.2 基于半波高度法的缺陷定位 |
| 3.4.3 缺陷定位规律与定位方法对比 |
| 3.4.4 缺陷尺寸对于定位结果的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 孔洞缺陷重构 |
| 4.1 影响因素分析 |
| 4.2 缺陷尺寸重构 |
| 4.2.1 基于多项式回归的尺寸重构 |
| 4.2.2 基于支持向量回归的尺寸重构 |
| 4.2.3 组合模型的尺寸重构 |
| 4.3 缺陷位置重构 |
| 4.3.1 基于多项式回归的位置重构 |
| 4.3.2 基于支持向量回归的位置重构 |
| 4.3.3 组合模型的位置重构 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 在读硕士期间取得的科研成果 |
（3）基于电磁超声换能器的金属材料结构特性评价研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电磁超声国外研究现状 |
| 1.2.2 电磁超声国内研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 主要贡献点 |
| 第二章 超外差相敏检波技术对金属材料的边缘检测分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于洛伦兹力机理的理论研究及有限元分析 |
| 2.3 基于磁致伸缩机理的理论研究及有限元分析 |
| 2.4 基于磁化力机理的理论研究及有限元分析 |
| 2.5 基于边缘模式转换的信号检测及分析 |
| 2.5.1 边缘模式转换EMAT工作原理 |
| 2.5.2 超外差正交相敏检波在超声检测中的应用 |
| 2.6 实验验证 |
| 2.6.1 电磁超声检测实验 |
| 2.6.2 数据处理与结果分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 谐振型电磁超声换能器的优化设计与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 EMAR工作原理 |
| 3.2.1 传统EMAR的换能过程分析 |
| 3.2.2 具有“镜像”螺旋线圈结构的EMAR建模与分析 |
| 3.3 “镜像”型电磁超声换能器的优化设计 |
| 3.3.1 具有“镜像”螺旋线圈结构的EMAR有限元仿真分析 |
| 3.3.2 永磁体和激励线圈的设计分析 |
| 3.3.3 具有“镜像”线圈结构的EMAR时频分析 |
| 3.3.4 “镜像”蝶形线圈相对位移对声波的影响分析 |
| 3.4 实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 随机粗糙面对金属结构影响的仿真分析 |
| 4.1 粗糙表面的形成原因 |
| 4.1.1 粗糙表面微观轮廓图 |
| 4.1.2 高斯随机粗糙表面的统计参数 |
| 4.1.3 高斯随机表面的声波散射原理及特点 |
| 4.2 超声波对随机粗糙表面的仿真分析 |
| 4.2.1 粗糙表面仿真模型的建立 |
| 4.2.2 超声波传播过程及特点分析 |
| 4.2.3 超声回波信号分析 |
| 4.2.4 在相同粗糙程度下EMAT提离距离对回波信号的影响 |
| 4.2.5 随机粗糙表面对表面波传播的影响分析 |
| 4.3 随机粗糙表面对超声波传播影响分析 |
| 4.4 腐蚀面对超声波传播过程影响分析 |
| 4.4.1 腐蚀条件下粗糙界面建模分析 |
| 4.4.2 Fe_2O_3厚度对回波信号的影响 |
| 4.4.3 腐蚀层“松散”对声波传播的定量化评价 |
| 4.4.4 腐蚀强度对指向性EMAT声波透射的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 第五章基于SVM的金属表面粗糙度检测分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SVM的模型的建立与求解步骤 |
| 5.2.1 SVM基本原理 |
| 5.2.2 粗糙度比较样块的选取 |
| 5.2.3 时频信号的特征参数提取 |
| 5.2.4 基于主成分分析的特征参数降维 |
| 5.2.5 SVM分类器的训练与测试分析 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 主要工作回顾 |
| 6.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历在读期间发表的学术论文 |
| 个人简历 |
| 已发表论文 |
| 致谢 |
（4）钢板腐蚀电磁超声C扫成像检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究目的和意义 |
| 1.3 EMAT检测国内外研究现状 |
| 1.4 C扫成像检测国内外研究现状 |
| 1.5 本文主要内容 |
| 第2章 钢板腐蚀特性与电磁超声检测方法 |
| 2.1 钢板腐蚀特性分析 |
| 2.1.1 钢板腐蚀的原因 |
| 2.1.2 钢板腐蚀的形态分类 |
| 2.2 钢板腐蚀EMAT检测方案设计 |
| 2.2.1 EMAT体波检测方式的选择 |
| 2.2.2 超声波脉冲反射法 |
| 2.2.3 基于衰减的底波高度法 |
| 2.3 腐蚀钢板电磁超声检测模型 |
| 2.3.1 EMAT的 COMSOL有限元仿真 |
| 2.3.2 均匀腐蚀仿真分析 |
| 2.3.3 局部腐蚀正交试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 钢板腐蚀EMAT实验研究 |
| 3.1检测线圈优化实验 |
| 3.1.1 实验装置 |
| 3.1.2 线圈形状对测厚的影响 |
| 3.1.3 激励频率对测厚的影响 |
| 3.1.4 线圈的作用区域 |
| 3.2阻抗匹配优化实验 |
| 3.2.1 阻抗匹配电路设计 |
| 3.2.2 L型匹配网络 |
| 3.2.3 实验验证 |
| 3.3钢板局部腐蚀检测实验 |
| 3.3.1 检测机制分析 |
| 3.3.2 方形线圈缺陷扫查 |
| 3.3.3 螺旋线圈缺陷扫查 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 钢板腐蚀电磁超声成像检测系统 |
| 4.1 检测系统总体方案 |
| 4.1.1 系统的组成 |
| 4.1.2 EMAT检测单元 |
| 4.1.3 运动控制单元 |
| 4.1.4 信号处理单元 |
| 4.2 腐蚀成像算法设计 |
| 4.2.1 C扫描腐蚀成像原理 |
| 4.2.2 电磁超声C扫成像方法 |
| 4.3腐蚀成像检测实验 |
| 4.3.1 检测试件设计 |
| 4.3.2 EMAT腐蚀成像检测 |
| 4.4 信号图像的后处理 |
| 4.4.1 数字滤波处理 |
| 4.4.2 腐蚀成像结果评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 全文展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 攻读硕士期间的学术成果 |
（5）荧光渗透探伤裂纹尺寸检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的与意义 |
| 1.2 荧光渗透探伤与裂纹 |
| 1.2.1 裂纹的形状与特征 |
| 1.2.2 荧光渗透探伤与几种探伤方法的对比 |
| 1.3 裂纹尺寸检测技术的研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 荧光渗透探伤及裂纹尺寸测量原理 |
| 2.1 荧光渗透探伤 |
| 2.1.1 荧光渗透探伤的工作原理 |
| 2.1.2 荧光渗透探伤的分类及各自优缺点 |
| 2.2 裂纹图像的采集及其尺寸的计算 |
| 2.2.1 裂纹图像的采集 |
| 2.2.2 裂纹尺寸的计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 裂纹尺寸检测系统的设计 |
| 3.1 技术要求 |
| 3.2 裂纹尺寸检测系统的整体组成 |
| 3.2.1 准备单元 |
| 3.2.2 喷洗单元 |
| 3.2.3 烘干单元 |
| 3.2.4 喷液渗透单元 |
| 3.2.5 滴落单元 |
| 3.2.6 喷粉显像单元 |
| 3.2.7 暗室检查单元 |
| 3.3 图像采集系统 |
| 3.4 荧光渗透探伤系统的工作过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 裂纹采集镜头设计及测量精度分析 |
| 4.1 镜头参数分析与设计 |
| 4.1.1 镜头的设计指标要求 |
| 4.1.2 扫描用镜头的设计 |
| 4.1.3 精确测量用镜头的设计 |
| 4.2 系统的测量精度分析 |
| 4.2.1 CCD单个像元引起的误差 |
| 4.2.2 标尺的误差 |
| 4.2.3 误差的合成 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 系统的检测实验与分析 |
| 5.1 精度验证实验方案 |
| 5.2 裂纹检测系统的搭建 |
| 5.2.1 裂纹尺寸检测系统 |
| 5.2.2 零件表面为平面的裂纹尺寸测量 |
| 5.2.3 零件表面为曲面的裂纹尺寸测量 |
| 5.2.4 零件表面为阶梯面的裂纹尺寸测量 |
| 5.3 仪器实际加工中的改进 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（6）倒立式盘拉机支撑结构的静动态性能研究与优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 倒立式盘拉机的介绍 |
| 1.2.1 倒立式盘拉机的参数 |
| 1.2.2 倒立式盘拉机的结构和工作原理 |
| 1.2.3 倒立式盘拉机的性能要求 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 大件结构静动态性能分析与优化研究现状 |
| 1.3.2 大件结构振动特性研究现状 |
| 1.4 课题来源与主要研究内容 |
| 第二章 支撑结构及其关键部件的模态分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模态分析原理 |
| 2.3 主平台有限元模态分析 |
| 2.3.1 仿真模态分析有限元建模 |
| 2.3.2 仿真分析过程及结果 |
| 2.4 主平台实验模态分析 |
| 2.4.1 模态实验理论基础 |
| 2.4.2 实验系统 |
| 2.4.3 实验方案 |
| 2.4.4 实验步骤 |
| 2.4.5 实验结果 |
| 2.5 实验结果与仿真结果对比分析 |
| 2.6 支撑结构整体的模态分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 减速机的振动特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 受迫振动基本原理 |
| 3.3 减速机的振动测试 |
| 3.3.1 实验方法 |
| 3.3.2 实验结果分析 |
| 3.4 振动分析及相应减振方案 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 支撑结构的静力学分析与优化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 支撑结构的静力学分析 |
| 4.2.1 静力学分析有限元建模 |
| 4.2.2 静力学分析步骤 |
| 4.2.3 静力学分析结果 |
| 4.3 支撑结构拓扑优化设计 |
| 4.3.1 有限元建模 |
| 4.3.2 优化后结果的结构性能分析 |
| 4.4 支撑结构尺寸优化设计 |
| 4.4.1 有限元建模 |
| 4.4.2 优化后结果的结构性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 管材下落时振动问题的优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 管材下落时振动的原因 |
| 5.3 回弹应力问题的优化 |
| 5.4 摩擦问题的模拟与优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 附录B |
| 附录C |
（7）金属-PE变径弯管接头气密质量检测装置研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 气密性质量检测 |
| 2.1 气体泄漏的基本理论 |
| 2.1.1 泄漏率 |
| 2.1.2 泄漏率单位 |
| 2.2 常用气密性检测方法简述 |
| 2.2.1 气泡检测法 |
| 2.2.2 压力变化法 |
| 2.2.3 流量检测法 |
| 2.2.4 示踪气体检测法 |
| 2.2.5 其他方法 |
| 2.3 几种气密性检测方法的比较 |
| 2.4 图像处理在气密性检测中的应用 |
| 2.4.1 基于图像处理的检测技术 |
| 2.4.2 CCD图像传感器 |
| 2.5 气密性检测方法选择与设计指标 |
| 2.6 变径弯管接头质检方案的研究路线 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 检测装置硬件设计 |
| 3.1 整体方案设计 |
| 3.2 密封设计 |
| 3.2.1 密封方式比较 |
| 3.2.2 密封材料比较 |
| 3.2.3 密封方案 |
| 3.3 气路设计 |
| 3.4 电路设计 |
| 3.4.1 电源电路 |
| 3.4.2 控制单元电路 |
| 3.4.3 串口通信电路 |
| 3.4.4 其他电路 |
| 3.5 硬件设备选型 |
| 3.5.1 摄像头的选择 |
| 3.5.2 电源的选择 |
| 3.5.3 充气泵的选择 |
| 3.5.4 升降电机的选择 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 气泡图像处理 |
| 4.1 图像法检测气泡的总体方案 |
| 4.2 气泡图像预处理 |
| 4.2.1 图像灰度化 |
| 4.2.2 图像滤波 |
| 4.2.3 图像增强 |
| 4.3 目标检测 |
| 4.3.1 帧间差分法简述 |
| 4.3.2 阈值选取算法 |
| 4.3.3 改进粒子群优化算法与大津法结合 |
| 4.3.4 实验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 气密性检测装置调试及实验研究 |
| 5.1 检测装置制作与搭建 |
| 5.2 界面设计 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（8）基于激光热弹效应的机械零件表面缺陷检测方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 激光超声检测技术的研究现状 |
| 1.2.1 激光热弹的机理研究 |
| 1.2.2 激光超声波的传播特性研究 |
| 1.2.3 激光超声检测技术的应用研究 |
| 1.3 激光超声检测缺陷的研究现状及发展趋势分析 |
| 1.3.1 单点激发模式下缺陷的激光超声检测 |
| 1.3.2 线扫描模式下缺陷的激光超声检测 |
| 1.3.3 面扫描模式下缺陷的激光超声检测 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 机械零件表面缺陷的激光超声检测方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 激光热弹的基本理论 |
| 2.2.1 激光超声理论模型的建立 |
| 2.2.2 激光超声理论模型的解析求解 |
| 2.2.3 激光超声全耦合显式有限元模型的建立 |
| 2.2.4 激光超声全耦合显式有限元模型的求解 |
| 2.3 单点激发模式下机械零件表面缺陷的激光超声检测方法 |
| 2.3.1 单点激发模式下激光声表面波的传播特性分析 |
| 2.3.2 单点激发模式下基于激光声表面波的表面缺陷检测方法 |
| 2.4 线扫描模式下机械零件表面缺陷的激光超声检测方法 |
| 2.4.1 激光声表面波线扫描模式分析 |
| 2.4.2 基于激光声表面波的线扫描信号增强的表面缺陷检测方法 |
| 2.5 面扫描模式下机械零件表面缺陷的激光超声检测方法 |
| 2.5.1 激光声表面波面扫描模式分析 |
| 2.5.2 基于激光声表面波频率-波数分析的表面缺陷检测方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 单点激发模式下机械零件表面缺陷的WPT-SVD识别方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于WPT-SVD方法的激光声表面波信号特征提取 |
| 3.2.1 单点激发模式下激光声表面波表面缺陷信号的特性分析 |
| 3.2.2 基于小波包-奇异值分解的表面缺陷信号特征提取方法 |
| 3.3 机械零件表面缺陷的WPT-SVD识别 |
| 3.3.1 机械零件表面缺陷的位置识别 |
| 3.3.2 机械零件表面缺陷的深度识别 |
| 3.4 单点激发模式下机械零件表面缺陷识别方法的试验研究 |
| 3.4.1 激光超声圆柱表面缺陷检测系统 |
| 3.4.2 试验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 线扫描模式下圆柱类机械零件表面缺陷检测方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 圆柱表面缺陷的激光声表面波叠加增强的机理分析 |
| 4.3 基于激光声表面波叠加增强的圆柱表面缺陷识别方法 |
| 4.3.1 激光声表面波检测位置的优化 |
| 4.3.2 不同直径圆柱的表面缺陷定位 |
| 4.3.3 圆柱表面缺陷的深度识别 |
| 4.4 线扫描模式下圆柱构件表面缺陷检测方法试验研究 |
| 4.4.1 圆柱表面缺陷位置检测试验系统 |
| 4.4.2 试验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于F-W分析的机械零件表面缺陷激光面扫描检测方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三维激光超声面扫描信号的获取 |
| 5.2.1 三维激光声表面波信号采集系统 |
| 5.2.2 激光点源面扫描程序 |
| 5.3 机械零件表面缺陷的激光声表面波F-W识别方法 |
| 5.3.1 三维激光声表面波信号的F-W分析 |
| 5.3.2 基于宽频段激光声表面波F-W分析的表面缺陷识别方法 |
| 5.4 基于激光声表面波F-W分析的表面缺陷识别方法试验研究 |
| 5.4.1 激光超声扫描信号的噪声模型 |
| 5.4.2 机械零件表面缺陷的激光声表面波F-W识别 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于S-F-W分析的机械零件表面缺陷激光面扫描检测方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于激光声表面波S-F-W分析的表面缺陷识别 |
| 6.2.1 激光声表面波S-F-W分析方法 |
| 6.2.2 窗口尺寸及频率段优化 |
| 6.3 基于图像分割技术的表面缺陷定量化研究 |
| 6.3.1 表面缺陷S-F-W图像的图像分割技术 |
| 6.3.2 表面缺陷的几何特征定量提取方法 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表(录用)的学术论文 |
| 攻读博士学位期间授权的发明专利 |
| 攻读博士学位期间参加的主要科研项目 |
（9）抽油杆杆体缺陷的漏磁检测及其数据处理（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 抽油杆的结构及主要缺陷形式 |
| 1.2.1 抽油杆的结构 |
| 1.2.2 抽油杆主要缺陷形式 |
| 1.3 抽油杆缺陷无损检测研究概述 |
| 1.4 抽油杆缺陷漏磁检测研究现状 |
| 1.4.1 漏磁无损检测 |
| 1.4.2 国内外抽油杆缺陷漏磁检测研究现状 |
| 1.5 本文的主要研究内容和章节安排 |
| 2 抽油杆缺陷漏磁检测原理及磁化方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 漏磁检测基本原理 |
| 2.2.1 基本原理 |
| 2.2.2 磁化方向 |
| 2.3 漏磁的理论基础 |
| 2.3.1 磁偶极子模型分析 |
| 2.3.2 有限元分析法 |
| 2.4 磁化方案 |
| 2.4.1 常用的磁化方式 |
| 2.4.2 线圈磁化方式 |
| 2.5 磁化线圈的参数 |
| 2.5.1 单层线圈的磁场 |
| 2.5.2 磁化线圈的磁场计算 |
| 2.5.3 磁化线圈的电感 |
| 2.5.4 磁化线圈的参数选定 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 抽油杆缺陷漏磁场分布及其影响因素 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 抽油杆缺陷漏磁检测的有限元分析 |
| 3.2.1 横向缺陷的漏磁检测 |
| 3.2.2 纵向缺陷的漏磁检测 |
| 3.3 缺陷尺寸对漏磁场的影响 |
| 3.3.1 缺陷长度的影响 |
| 3.3.2 缺陷深度的影响 |
| 3.4 磁化强度对漏磁场的影响 |
| 3.5 提离高度对漏磁场的影响 |
| 3.5.1 不同提离高度下的漏磁场分布 |
| 3.5.2 提离高度与漏磁场之间的关系 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 抽油杆杆体缺陷漏磁检测系统的设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 抽油杆缺陷漏磁检测的结构框图 |
| 4.3 直流磁化线圈的制作 |
| 4.4 基于Buck-Boost变换器的恒流源设计 |
| 4.4.1 Buck-Boost变换器的分析 |
| 4.4.2 恒流源的制作 |
| 4.4.3 恒流源的实验分析 |
| 4.5 信号调理电路的设计 |
| 4.5.1 传感器的选型 |
| 4.5.2 信号调理电路 |
| 4.6 基于LabVIEW的漏磁信号采集与处理系统 |
| 4.6.1 信号识别和采集 |
| 4.6.2 中值滤波 |
| 4.6.3 数据存储与显示 |
| 4.6.4 信号回放 |
| 4.7 漏磁检测系统的实验结果 |
| 4.7.1 实验平台 |
| 4.7.2 实验结果 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 基于小波去噪的漏磁信号滤波处理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样条插值法 |
| 5.2.1 常用的插值法 |
| 5.2.2 三次样条插值法 |
| 5.3 小波去噪方法 |
| 5.3.1 小波变换 |
| 5.3.2 多分辨率分析 |
| 5.3.3 小波去噪过程 |
| 5.3.4 常见的小波族 |
| 5.4 改进的小波去噪方法 |
| 5.4.1 传统小波去噪过程 |
| 5.4.2 三种小波族的去噪效果 |
| 5.4.3 改进的小波去噪算法 |
| 5.5 改进小波去噪算法的应用分析 |
| 5.5.1 外加高斯噪声 |
| 5.5.2 外加随机噪声 |
| 5.5.3 去噪性能比较 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 实验中缺陷漏磁信号的分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验漏磁信号的分析 |
| 6.2.1 横向缺陷的漏磁信号 |
| 6.2.2 纵向缺陷的漏磁信号 |
| 6.3 实验中提离高度的分析 |
| 6.4 二维缺陷轮廓的重构方法 |
| 6.4.1 三种缺陷轮廓重构方法 |
| 6.4.2 状态空间模型 |
| 6.4.3 仿真漏磁信号的缺陷重构 |
| 6.4.4 实验漏磁信号的缺陷重构 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 主要工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）电磁超声管道螺旋导波传播机理及检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究目的及意义 |
| 1.1.1 课题研究目的 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声导波技术研究现状 |
| 1.2.2 电磁超声检测技术研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 管道螺旋超声导波理论研究 |
| 2.1 固体中的超声波 |
| 2.1.1 固体中的应力分析 |
| 2.1.2 固体中的应变分析 |
| 2.1.3 广义胡克定律 |
| 2.1.4 拉密常数与杨氏模量、泊松比的关系 |
| 2.1.5 固体中的声波方程 |
| 2.2 管道周向超声导波 |
| 2.3 管道轴向超声导波 |
| 2.4 管道螺旋超声导波 |
| 2.4.1 管道螺旋超声导波的理论基础 |
| 2.4.2 螺旋超声导波数学描述 |
| 2.4.3 管道中螺旋导波传播方程解析 |
| 2.4.4 管道中螺旋导波主声束传播路径计算方法 |
| 2.4.5 管道中螺旋导波多模态分析方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 电磁超声螺旋导波理论研究 |
| 3.1 电磁超声换能理论 |
| 3.1.1 电磁超声换能原理 |
| 3.1.2 电磁学理论分析 |
| 3.1.3 机械力理论分析 |
| 3.2 基于毕奥-萨伐尔定律的电磁超声传播方向理论研究 |
| 3.2.1 电磁超声传播方向分析模型 |
| 3.2.2 电磁超声传播方向控制模型 |
| 3.3 电磁超声螺旋导波理论研究 |
| 3.3.1 电磁超声螺旋导波产生机理 |
| 3.3.2 电磁超声螺旋导波分析基本理论 |
| 3.3.3 电磁超声螺旋导波换能器数学模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 电磁超声螺旋导波换能器仿真研究与实现 |
| 4.1 电磁超声螺旋导波换能器仿真建模与分析 |
| 4.1.1 基于MATLAB的换能器动态磁场分布仿真研究 |
| 4.1.2 解析平面内电磁超声螺旋导波换能器建模 |
| 4.1.3 解析平面内模型涡流及洛伦兹力分布仿真研究 |
| 4.2 电磁超声螺旋导波换能器研究与实现 |
| 4.2.1 电磁超声螺旋导波换能器研究 |
| 4.2.2 电磁超声螺旋导波换能器实现 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 电磁超声螺旋导波检测实验研究与数据分析 |
| 5.1 电磁超声螺旋导波管道检测实验平台 |
| 5.1.1 实验装置 |
| 5.1.2 实验样管 |
| 5.2 电磁超声管道螺旋导波的传播方向实验研究 |
| 5.2.1螺旋导波传播方向验证实验 |
| 5.2.2 传播方向实验数据分析 |
| 5.3 电磁超声管道螺旋导波声场指向性实验研究 |
| 5.3.1 声场指向性原理 |
| 5.3.2 声场指向性实验 |
| 5.3.3 声场指向性实验数据分析 |
| 5.4 电磁超声管道螺旋导波缺陷检测实验研究 |
| 5.4.1 螺旋导波管道缺陷检测实验原理与方案 |
| 5.4.2 管道周向缺陷检测实验 |
| 5.4.3 管道轴向缺陷检测实验 |
| 5.4.4 管道斜向缺陷检测实验 |
| 5.5 管道缺陷轴向定位与走向角计算方法研究 |
| 5.5.1 管道检测技术实施方案 |
| 5.5.2 缺陷检测轴向定位与角度计算方法 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
四、非接触式管材和小型材直径检测系统（论文参考文献）
- [1]基于ZYNQ的金属表面缺陷涡流检测系统的设计[D]. 李超. 中北大学, 2021(09)
- [2]聚乙烯管道热熔接头的相控阵超声检测中孔洞缺陷的表征和重构[D]. 陶杨吉. 浙江大学, 2021(09)
- [3]基于电磁超声换能器的金属材料结构特性评价研究[D]. 赵振勇. 华东交通大学, 2021(01)
- [4]钢板腐蚀电磁超声C扫成像检测方法研究[D]. 徐煦源. 湖北工业大学, 2020(08)
- [5]荧光渗透探伤裂纹尺寸检测技术研究[D]. 王赫. 长春理工大学, 2020(01)
- [6]倒立式盘拉机支撑结构的静动态性能研究与优化设计[D]. 周凡宇. 东南大学, 2019(06)
- [7]金属-PE变径弯管接头气密质量检测装置研究[D]. 胡洁. 西南石油大学, 2019(06)
- [8]基于激光热弹效应的机械零件表面缺陷检测方法研究[D]. 刘学坤. 浙江大学, 2019(08)
- [9]抽油杆杆体缺陷的漏磁检测及其数据处理[D]. 张欧. 北京交通大学, 2019(01)
- [10]电磁超声管道螺旋导波传播机理及检测研究[D]. 邢燕好. 沈阳工业大学, 2019(08)