便携式超声波探伤仪的功能分析与设计

便携式超声波探伤仪的功能分析与设计

一、便携式超声探伤仪器的功能分析与设计(论文文献综述)

潘大桐[1](2020)在《动车车轴方钢坯料超声波检测系统的研究》文中研究指明列车已经成为日常生活中重要的交通工具,其安全保证的重要性不言而喻,一旦发生事故,会造成严重的后果。随着中国的高速铁路事业不断发展,轨道列车的行驶速度快速提高,对列车的零部件要求也越来越高。车轴在列车运行中承受交变载荷,容易发生损伤,保证车轴的生产质量,对保证列车运行的安全性和可靠性要重大意义。在车轴制作质量管理流程中,保证方钢材料的质量工作是重中之重。目前,方钢坯料超声检测依然大范围采用人工的探伤方式。采用便携式超声波检测仪器,工人需要时刻紧盯仪器屏幕,依靠自身的经验分析断回波波形,最后判别是否有缺陷,这一过程劳动强度大且要求工人具有丰富的检测经验。针对动车车轴方钢坯料的检测需求,研制采用超声波无损检测方法的检测装置,代替工人手持超声波探头在待测钢坯的表面上移动的过程,降低工人劳动强度。设计方钢坯料超声波检测电路,基于脉冲反射式超声波检测方法,设计检测专用的检测电路。检测电路包括基于尖脉冲激励原理的发射电路和包括程控增益和高速采集模块的接收电路。开发超声波检测系统控制软件,建立电脑端与检测端的通信实现数据回传和指令传递的功能。基于小波分析技术,构建缺陷提取的处理方法。检测回波超声信号中往往有大量的噪声,提取可能被噪声淹没的缺陷信息是检测的一大难点。基于常Q值滤波器的思想,利用小波分解提取信号特征,确认最优信噪比下的重构设置。基于重构信号的噪声残差和高尺度分解系数,进行低频漂移成分的去除。在方钢钢坯超声检测中,回波频率由于非线性反射会发生改变,缺陷回波的能量会分布到中心频率附近,而噪声信号的频率比较分散,能量分散到整个信号采集频带。所以信号成分在跨越分解尺度时,具有明显的相关性,而且能量集中,噪声则不具有此特征。所以可以基于统计分类强化局部尺度区域特征,提取缺陷位置。本文针对方钢钢坯的无损检测方案进行了研究,设计了代替人工扫描的超声波检测装置,并开发了配套的超声检测电路。该方钢钢坯超声检测系统能减轻人工劳动强度,具有一定经济效益。针对检测超声信号容易被背散噪声淹没的情况提出基于小波分析的处理方案,可以为后续研究提供参考。

李星宇[2](2020)在《列车车轮轮辋超声波自动化检测系统研究》文中进行了进一步梳理车轮作为列车运行中主要的受力支撑部件,承载着数十吨的车厢在轨道上运动,久而久之则会使车轮轮辋发生辋裂等严重损伤。论文以超声波检测技术为理论依据,研制一种专门用于探测车轮缺陷的新型列车车轮轮辋超声波自动化检测系统。首先提出了新型列车车轮超声波自动检测系统的研制目标,并完成了检测系统的总体方案的拟定,确立了由数据采集模块、探头阵列模块和操作控制显示模块组成的车轮超声波自动化检测系统的设计方案。通过对钢轨外偏置超声探伤装置及关键组件进行设计,可实现列车车轮超声波探伤系统对探伤数据的速采集。探头阵列模块主要是针对车轮轮辋缺陷的采集进行探头的选用及布置,包括检测列车车轮轮辋的周向缺陷的双晶直探头和检测径向缺陷的单晶斜探头。运用COMSOL Multiphysics软件对车轮轮辋径向缺陷进行理论分析,通过模拟超声波在车轮内部的传播过程分析车轮内部的缺陷信息,并通过人工车轮试块缺陷探测实验来确定斜探头布置的最佳检测角度。论文深入分析了超声波探伤系统的操作控制显示原理,以VC++为软件平台,设计一款专业探伤软件,实现对整个系统的自动操作控制管理。基于VC++这种编程语言的特点,对应用软件的主要功能进行了全面分析;详细展示了应用软件的各个操作界面;并对应用软件的关键功能做了重点设计,包括数据的接收与信息分析、数据处理与信息显示以及上位机数据的存储与查询。论文结尾对所设计的列车车轮超声波自动化检测系统进行了实验测试。首先对实验设备进行安装和调试,以此得到完整的检测结果,随后对实验结果进行分析,得出结论。

武奇[3](2019)在《基于FPGA的三维超声成像检测系统》文中研究说明随着超声检测理论的日益成熟与实践的广泛积累,以及电子技术与计算机技术的高速发展,超声检测系统正朝着数字化、自动化及智能化的方向发展,考虑到目前国内外市场上的相关产品的价格和开放程度,给科研人员开展相关实验研究造成了诸多限制与不便,因此,本课题在深入调研国内外超声检测系统的基础上自主研发了一套功能完善的超声检测系统。本文按照模块化设计的方法分别设计了以下功能模块:高效率的反激式开关电源,可实现对输出高压连续可调;高性能的多通道脉冲发射模块,脉冲宽度、脉冲频率、脉冲个数以及脉冲发射重复频率均可调整来适应不同的压电传感器和不同的检测任务;工作模式支持反射式和透射式,可灵活适应不同的检测场景;具有高压保护模块,实现高低压隔离;超声接收电路共有8个通道,可同时独立工作;接收有较大的增益范围,有可选的LNA增益设置、衰减器增益设置、PGA增益设置和ADC数字增益设置,最高可实现60d B的信号放大;支持高通滤波和低通滤波;采样频率可达65MHz;支持数据通过USB实时上传;多路运动机构同步控制,可同时对3路运动机构的运转方向、速度进行实时控制。仪器硬件电路设计方面统筹设计了发射电路、接收电路、运动控制电路以及中央控制电路等。FPGA的逻辑设计采用Verilog HDL硬件描述语言,并按照模块化思想分为了全局复位模块、A/D模块、缓存模块、SPI协议模块。上位机软件采用Lab VIEW编程,实现人机交互,可实时发送超声检测参数、运动机构控制参数等。仪器性能测试结果表明,超声电路的各模块基本实现了技术指标,可应用于无损检测,为超声相控阵检测提供了技术基础,为进一步扩展回波信号数字处理功能及实现超声检测的图像化、自动化、智能化奠定了较好的基础,具备广泛的应用前景与发展空间。

高一祺[4](2019)在《铸钢节点铸造缺陷的随机特征和评定方法研究》文中研究表明随着空间结构的发展,结构的跨度越来越大,造型也多种多样。新型结构体系的不断出现使得构件之间的节点连接方式日趋复杂,除了传统的焊接球节点、钢管相贯节点等节点形式,铸钢节点已经非常普遍的应用于体育馆、火车站、大型广场等建筑。铸钢结构规范中将铸钢视作理想的连续均质材料来计算其承载力,但事实上受铸造工艺水平的限制以及环境因素的影响,铸钢节点在生产过程中难免会存在诸如裂纹、夹杂、气孔、缩松等内部或外部缺陷,缺陷的存在会在一定程度上对铸钢节点乃至整体结构的力学性能造成影响,甚至可能会威胁到结构安全。因此,作为工程结构中的受力关键部位,铸钢节点的缺陷分布规律和评定方法研究以及无损探伤方法的准确性研究具有重要的现实意义。本文以GS20Mn5铸钢节点中的铸造缺陷为研究对象,通过对较大样本量的铸钢件进行无损检测及切片试验来研究铸钢节点中铸造缺陷的产生和分布规律,得到的铸造缺陷的类型、大小、分布等数据为铸钢节点的结构和工艺的优化设计,提高节点力学性能,提供重要参考,研究内容和主要成果如下:(1)对某铸钢厂的24个铸钢节点进行了无损探伤,发现铸钢节点缺陷的分布看似随机实则有规律可循:R区极其容易出现裂纹;夹杂的分布随机性较大,随着钢液流动,无明显规律可循;气孔和夹杂为铸钢件的主要缺陷,芯撑未熔合很普遍,多数铸钢节点需要修补。(2)在利用超声波无损探伤技术得到某典型四支管铸钢节点的内部缺陷的主要类型及分布的基础上,利用锯床、水刀等切割设备对铸钢节点进行切割,进一步明确了缺陷的性质;切片试验的结果和无损检测结果进行了对比,验证了超声波探伤的准确度,为铸钢节点的无损探伤提供了建议;采用概率论和数理统计的方法对铸造缺陷尺寸随机变量的分布规律进行了研究,得到了缺陷尺寸的指数分布函数,为铸钢节点的可靠性研究提供了理论依据和数据支撑,为铸钢节点缺陷随机场的建立提供了一定的依据。(3)运用ProCAST软件对材质为Gs20Mn5的四支管铸钢节点进行了符合实际工艺情况的浇铸模拟;浇铸模拟结果显示冒口附近、加劲肋附近、R区附近为缺陷的集中区域,与第三章中的切片试验所发现的缺陷集中区域基本一致;在此基础上改进了浇铸工艺,进一步分析了缺陷的分布规律。(4)对国内外的铸钢件的缺陷评价方法进行了比较分析,为当下铸钢节点的缺陷评价进行了探讨;运用ANSYS软件对该铸钢节点进行了结构计算,发现铸钢节点的缺陷较多的区域同时也是应力集中区;文章最后探讨了缺陷的建模方法和评价方法,以期能够对铸钢节点的设计提供一些参考。

胡孟君[5](2019)在《基于FPGA的便携式超声探伤仪硬件系统设计与实现》文中研究表明便携式超声探伤仪由于其灵活性,在工业设备质量或使用寿命监测中得到了广泛的应用。本课题设计了一种分离式便携超声探伤仪,包括超声波激励/接收系统和Android设备两个部分。并且针对超声检测过程中存在各种各样会掩盖有效回波分量、限制现有超声探伤仪检测能力的噪声这一问题,提出了一种适用于便携式超声探伤仪的A扫信号去噪算法,算法的两个部分分别在FPGA和Android端实现后,用于所设计的便携式超声探伤仪。本文主要工作包括:1、分析超声检测过程中的主要噪声来源以及相关去噪方法,提出基于有限冲击响应数字滤波器和小波阈值法的联合去噪算法并进行设计,将该方法应用在后续设计的便携式超声探伤仪中,提升仪器的检测能力;2、提出便携式超声探伤仪方案设计,将仪器划分为超声波激励/接收系统和Android设备两个部分,两个部分分离,通过USB实现数据通信,提升仪器的可维护性;3、进一步阐述8通道超声波激励/接收系统设计方案,并对其中超声波激励、回波信号接收、前端模拟信号处理等外围电路进行设计,实现了脉冲幅值和宽度可调的超声波发射、多通道回波信号接收、回波信号可变增益放大等功能,同时对基于FPGA的数据读写控制、参数解析、基线校准、数字检波、数据压缩、峰值检测等电路进行设计,以满足系统控制和数字信号处理需求。通过搭建实验环境,对上述系统进行测试,给出系统与Android设备联合调试成像结果,通过仿真实验确定去噪算法中的较优参数并进一步实测。测试结果表明,配合2.5P20纵波直探头,仪器的灵敏度余量、动态范围和分辨力分别为57.9dB、30.8dB和40dB,水平线性与垂直线性分别为0.24%与0.7%,采样频率可达100MHz,满足性能指标要求,与已经商业化的便携式超声探伤仪CTS-1010和HS620相比,水平线性、灵敏度余量和分辨力分别比参考仪器低0.14%、2.1dB和9.2dB,但垂直线性和动态范围分别高出2.3%和8dB,说明本文仪器具有较高的增益精度和较宽的检测范围。该仪器和未添加去噪算法的便携式超声探伤仪相比,最大信噪比提升可达57.91dB,相对于只使用有限冲击响应数字滤波器,最大信噪比提升可达51.66dB,去噪算法在CS-1-5试块平底孔检测中明显提升了A扫信号的信噪比。

余晶晶[6](2019)在《基于Android的超声探伤仪软件实现》文中研究说明工件内部缺陷往往造成难以想象的后果,为了避免事故的发生,行业内一般通过超声探伤仪对工件内部缺陷进行检测。将Android和USB OTG用在超声探伤仪的技术改造和升级,能够促进传统超声探伤仪在图形图像、人机交互等方面的性能改善。因此,本文提出了一种基于Android的超声探伤仪软件设计,该软件能够协同硬件对工件进行实时检测,评估工件质量,保障应用安全。本文按照超声探伤仪软件功能相关性,将其划分为数据通信、数据显示、人机交互、其他功能四个模块,并对各模块的功能进行详细分析、设计和实现。主要研究内容如下:首先,实现了超声探伤仪软硬件之间的高速数据通信,通过设计基于USB OTG技术的多线程数据通信方式,使得数据下行和数据上行可同时进行,从而提高了软件运行效率和数据传输速率;其次,提出了A扫、B扫、C扫的实时绘制方案,通过数据处理、定时器设置和可变位图设置,达到了超声图形图像实时显示的效果;接着,优化了人机交互方式,通过分析现有超声探伤仪上位机软件的布局特性和Android设备的使用习惯设计了用户界面,通过监听不同的点击事件实现了不同功能,使得本软件更加人性化;最后,扩展了超声探伤仪功能,通过分析探伤仪应用需求和Android特性,扩展了数据存储、在线升级等功能,为检测人员提供了便利。本文对基于Android的超声探伤仪软件进行了测试和验证,测试结果表明,软件帧率为62.5fps,与硬件之间的数据传输速率最高可达125Mbps,软件兼容性测试结果为95%,CPU平均占用率为4.28%,内存平均占用值为127MB,流量平均耗用值为1100KB,GPU平均占用率为4.19%,各性能和功能均满足设计指标。通过Android实现的超声探伤仪软件不仅能够提高便携性和图形图像处理能力,而且能够优化人机交互方式、增添在线升级等功能。故本设计具有一定的实用价值。

王昊[7](2019)在《基于Cortex-A9的嵌入式超声检测系统研制》文中研究说明近年来,我国铁路交通运输业不断发展,超声无损检测作为铁路运输安全的重要保障,在机车轮对和钢轨焊缝的检测中得到广泛的应用。然而目前超声无损检测在对探伤数据的处理上缺乏系统化的管理,因此本文研制了一套完整的超声检测系统,包括有基于Cortex-A9的超声探伤仪,用于存储和管理的探伤大数据服务器和用于数据回放处理的客户端应用程序。论文首先研制了便携式超声探伤仪。在硬件方面,处理器选择了基于Cortex-A9架构的Exynos4412作为核心处理器。基于该处理器,进行数据采集模块、人机交互模块、高分辨率LCD显示模块和wifi通信模块的硬件电路设计。在软件方面,首先搭建了Linux系统下的交叉编译环境,然后进行各个硬件模块的驱动程序设计。最后是应用程序的设计,应用程序采用了MVC设计模式,实现了探伤系统初始化、数据采集和压缩、探伤波形实时显示、探伤过程自动记录和探伤数据的传输等功能。论文接着研制了超声探伤大数据平台,该平台是一个基于数据库的服务器。探伤文件的文件名通过合理的设计,服务器在接收到文件之后对文件名进行解析,将解析出来的结果存入数据库内对应的字段,为客户端实现超声探伤数据的高效检索打下了基础。论文最后研制了超声检测系统PC机客户端的应用程序,PC机客户端是用户对探伤数据进行处理的重要的平台。客户端设计了合理的权限分配功能,能够更有效的对客户端进行管理。系统配置功能实现了在不修改应用程序的情况下进行二次开发。在业务方面,本文设计了数据筛选、回放和分析的功能。客户端设计的辅助功能能够有效地对用户进行监督。本文设计完成的超声检测系统经过测试已经实现了上述的功能,通过在实际的探伤工件上进行试用,便携式超声探伤仪满足了探伤工作的需求,探伤结果符合预期。数据通过wifi传输到大数据平台,用户再从大数据平台获取到探伤数据进行回放处理整个流程都已经成功实现。目前超声检测系统在上海铁路局进行试用检测,并通过返回的结果进行改进。

宗大公[8](2019)在《列车轮对轮辋跟随式探伤系统的研究与实现》文中认为轮对作为列车运行的重要部件,其健康状况对列车的安全运行具有重要影响。随着列车运行速度的不断提高,人们对列车轮对的安全性提出了更高的要求。本文针对列车轮对缺陷的检测技术进行了深入研究,利用计算机技术和超声检测技术,设计研发了列车轮对轮辋跟随式探伤系统,用于轮对踏面缺陷及轮辋内部缺陷的检测。系统采用多通道组合探伤的方式,将电磁超声检测(EMAT)技术与常规超声检测(UT)技术相结合,选取合适的EAMT线圈及压电超声探头,并根据轮对检测要求设计了探头阵列。通过跟随检测的方式在不落轮的条件下完成车轮踏面缺陷及轮辋内部周向裂纹和径向裂纹的全方位检测。采用无线通信的方式进行命令及探伤数据的传输,对接收到的探伤原始信号先使用小波分析法进行滤波降噪处理,滤除探伤信号中的非有效信号,然后通过对降噪后的数据进行预处理、筛选、转换等一系列处理,完成被测车轮缺陷数据的采集及显示。系统上位机采用LabVIEW作为开发平台,遵循数据流的设计理念,采用塔形结构进行设计,由轮对探伤模块、用户管理模块、参数设置模块和安全退出模块四个主要模块组成,各模块分工明确,能够准确直观的给出缺陷的位置及类型,支持探伤结果的多类型显示,支持车轮检测报表的生成,且能够将车轮检测结果与机务段的车辆管理系统相关联实现列车轮对的一体化管理。本文使用跟随式探伤系统对样板轮及现场在役轮对进行多次试验。实验结果表明,列车轮对轮辋跟随式探伤系统自动化程度高、稳定性能好、检测精度高且缺陷定位准确。综合性能能够满足预期的设计要求,具有很大的市场经济价值和社会价值。

苗传用[9](2016)在《面向在役工件的便携式超声检测系统研究》文中研究说明对于在役工件,超声检测是一种常用的无损检测方法。本文结合浙江省自然科学基金、浙江省科技计划以及实际应用需求,研究了一套面向在役工件的便携式超声检测系统。本文以碳纤维复合材料为实验对象,以解决在役检测的耦合问题及检测系统关键技术为目的,分别进行了超声在役检测方法的研究、便携式超声系统的整体设计、在线分析软件设计、辅助耦合装置和辅助运动检测机构设计。这些工作,不仅能够提高超声在役检测的方便性,也能提高其效率和精度。此外,本文还针对复合材料超声检测信号的处理做了深入研究,提出去噪声的新方法和缺陷识别方式,并通过实例验证了其有效性。每章的具体内容如下所列:第一章研究了便携式超声检测系统、在役超声检测和在线信号分析方法的国内外发展现状,介绍了本文研究的背景、意义以及本文的主要内容。第二章研究了在役工件的超声检测方法,从超声在役检测的应用领域、难点及要求,到复合材料缺陷的检测方法,再到超声检测基本方式的选择,最后是超声信号的分析方法研究。第三章设计了便携式超声检测系统和在线分析软件。主要包括检测系统的原理分析、整体设计、关键模块选择、自动化超声检测的方案和在线分析软件的功能模块设计。第四章为解决超声在役检测的耦合、稳定性、精度以及检测的效率问题,本章设计了两款面向在役工件的辅助检测机构——辅助耦合装置和辅助运动检测机构。第五章主要有三大部分内容,采用辅助耦合装置的超声检测实验,复合材料超声检测信号的组成和去噪声的方法研究以及缺陷位置的识别。重点研究了去噪声的方法,提出并优化了EMD加小波阈值去噪声的方法,并验证的其有效性。第六章总结全文的研究内容和创新点,并对下一步的工作做了展望。

林伟杰,蔡泽毅,陈图森[10](2015)在《超声探伤仪器中基于热设计需求的工业设计》文中指出随着超声探伤仪器性能、功能的提升,产品的输入功率也在增大;而超声探伤仪器对防水、防尘性能有特别要求,故对超声探伤仪器的工业设计提出了新的需求,即工业设计必须基于产品的热设计来进行。基于热设计的基本理论,通过实例介绍了某超声成像检测仪在不同模块不同热设计需求条件下的工业设计。

二、便携式超声探伤仪器的功能分析与设计(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、便携式超声探伤仪器的功能分析与设计(论文提纲范文)

(1)动车车轴方钢坯料超声波检测系统的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源及研究的背景和意义
    1.2 国内外在该方向的研究现状及分析
        1.2.1 超声波检测技术的国内外研究现状
        1.2.2 钢材超声波无损检测系统的国内外研究现状
        1.2.3 超声波检测缺陷信号处理方法的国内外研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 动车车轴钢坯超声无损检测装置的设计
    2.1 动车车轴钢坯超声无损检测系统的总体设计
    2.2 动车车轴钢坯超声无损检测过程分析
    2.3 动车车轴钢坯超声波检测装置的结构设计
        2.3.1 钢坯超声波检测装置结构的总体设计
        2.3.2 钢坯超声波检测装置驱动力计算
    2.4 动车车轴钢坯超声波检测装置振动模态分析
    2.5 本章小结
第3章 动车车轴钢坯超声波检测电路设计
    3.1 动车车轴钢坯超声检测电路总体设计
    3.2 动车车轴钢坯超声检测发射电路的设计
    3.3 动车车轴钢坯超声检测接收电路的设计
        3.3.1 超声检测电路的程控放大电路设计
        3.3.2 超声检测电路的数字采集电路设计
    3.4 动车车轴钢坯超声检测系统的电源电路设计
    3.5 动车车轴钢坯超声检测电路的时钟设计及工作时序
    3.6 动车车轴钢坯超声检测微控制系统开发
        3.6.1 钢坯检测运动控制程序设计
        3.6.2 钢坯超声检测嵌入式系统通信程序设计
    3.7 动车车轴钢坯超声检测系统上位机软件开发
    3.8 本章小结
第4章 方钢钢坯超声检测回波小波分析
    4.1 钢坯超声检测回波信号小波处理的过程分析
    4.2 钢坯超声检测反射回波信号模型的建立
    4.3 方钢钢坯回波信号分解函数的确定
    4.4 方钢钢坯回波信号分解层数的确定
    4.5 方钢钢坯检测回波信号阈值法降噪
    4.6 本章小结
第5章 动车车轴钢坯超声无损检测的实验研究
    5.1 动车车轴钢坯超声波检测装置的实验研究
        5.1.1 自动探伤和手动探伤的对照实验
        5.1.2 自动探伤系统参数的实验研究
        5.1.3 钢坯检测装置探头参数的实验研究
        5.1.4 钢坯检测装置探伤路径重合度的实验研究
    5.2 动车车轴钢坯典型人工缺陷回波小波降噪的实验研究
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢

(2)列车车轮轮辋超声波自动化检测系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容及论文结构
2 超声无损检测基本理论
    2.1 超声波检测技术的定义
    2.2 超声波检测技术的原理
    2.3 超声波检测的基本方法
    2.4 超声检测装置的显示
    2.5 列车车轮超声波检测
        2.5.1 列车车轮结构及内部缺陷的分布
        2.5.2 车轮缺陷限值的确定
        2.5.3 列车车轮检测方法
    2.6 本章小结
3 系统方案设计
    3.1 系统总体方案概述
        3.1.1 研制目标
        3.1.2 系统架构设计
    3.2 数据采集模块
        3.2.1 钢轨外偏置检测线路的设计
        3.2.2 钢轨外偏置超声探伤装置及关键组件设计
    3.3 本章小结
4 探头阵列模块设计及仿真实验
    4.1 探头的种类
    4.2 直探头和斜探头数量及分布
    4.3 人工车轮试块
    4.4 基于COMSOL Multiphysics的车轮缺陷仿真
        4.4.1 构建车轮轮辋仿真模型
        4.4.2 网格划分及激励信号
        4.4.3 人工车轮试块超声模拟结果及探头接收到的超声信号
        4.4.4 探头所接收到的超声信号
    4.5 探伤实验
    4.6 探头与仪器灵敏度余量测试方法
    4.7 本章小结
5 基于VC++的超声波检测系统软件的设计
    5.1 超声波自动化检测系统运行原理概述
        5.1.1 超声探伤仪系统功能与自动化控制
        5.1.2 系统应用软件介绍
    5.2 探伤软件显示界面设计
        5.2.1 通道波形显示区
        5.2.2 关键功能设计
        5.2.3 操作区
    5.3 探伤界面设计
        5.3.1 B扫描成像区
        5.3.2 显示信息区及文件列表区
        5.3.3 关键功能设计
    5.4 参数界面设计
        5.4.1 探头/传感器安装
        5.4.2 机型设置
    5.5 报告界面和退出
    5.6 本章小结
6 实验并分析检测结果
    6.1 实验设备安装
    6.2 实验设备调试
    6.3 实验结果
    6.4 本章小结
总结及展望
致谢
参考文献

(3)基于FPGA的三维超声成像检测系统(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究情况
        1.2.1 国外超声检测系统研究现状
        1.2.2 国内超声检测系统研究现状
    1.3 本课题主要研究内容
第二章 超声检测系统的总体方案设计
    2.1 系统框架的设计
    2.2 各模块技术设计指标
    2.3 电磁兼容设计
第三章 超声检测系统的硬件设计与实现
    3.1 高压电源模块的设计与实现
        3.1.1 高压电源设计原理
        3.1.2 设计框图
        3.1.3 核心器件介绍
        3.1.4 电路原理图设计
        3.1.5 电路PCB设计与实物展示
    3.2 脉冲激励电路的设计与实现
        3.2.1 核心器件介绍
        3.2.2 片上波束整形模式介绍及工作过程
        3.2.3 脉冲发生器
        3.2.4 寄存器控制
        3.2.5 原理图设计
        3.2.6 PCB设计和实物展示
    3.3 接收模块的设计与实现
        3.3.1 原理框图
        3.3.2 功能详述
        3.3.3 原理图设计
        3.3.4 PCB设计和实物展示
    3.4 运动控制模块的设计与实现
    3.5 USB通讯模块的的设计与实现
        3.5.1 核心器件介绍
        3.5.2 原理图设计
    3.6 中央控制模块的设计与实现
        3.6.1 电源模块设计
        3.6.2 JTAG配置电路设计
        3.6.3 时钟设计
第四章 超声检测系统的FPGA逻辑设计与实现
    4.1 系统开发环境及硬件描述语言
        4.1.1 开发环境
        4.1.2 硬件描述语言
    4.2 顶层模块设计与实现
    4.3 全局复位设计与实现
    4.4 A/D模块设计与实现
        4.4.1 LVDS逻辑控制时序图
        4.4.2 A/D模块的控制端口
        4.4.3 核心模块说明
    4.5 缓存模块FIFO的设计与实现
    4.6 SPI通讯模块与实现
第五章 超声检测系统上位机软件的设计与实现
    5.1 超声检测系统上位机软件分析
        5.1.1 开发环境及语言
        5.1.2 需求分析
        5.1.3 软件框架说明
    5.2 超声检测系统上位机软件的实现
        5.2.1 超声电路参数设置
        5.2.2 三维运动控制模块
        5.2.3 扫查显示模块
第六章 超声检测系统的性能测试
    6.1 激励电压源性能测试
    6.2 激励脉冲信号频率测试
    6.3 接收电路ADC性能测试
    6.4 A扫描测试
    6.5 自动化扫查测试
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文与研究成果清单
致谢

(4)铸钢节点铸造缺陷的随机特征和评定方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 铸钢本身的力学性能研究
        1.2.2 铸钢节点焊缝性能研究
        1.2.3 铸钢节点缺陷的研究
    1.3 论文主要研究内容
第二章 多个铸钢节点的无损探伤试验研究
    2.1 引言
    2.2 铸钢节点典型缺陷类型及产生原因
    2.3 铸钢节点无损探伤的主要方法及流程
        2.3.1 超声波无损探伤
        2.3.2 磁粉无损探伤
    2.4 多个铸钢节点无损探伤与缺陷统计
        2.4.1 试验样本
        2.4.2 目测与磁粉探伤
        2.4.3 超声探伤
        2.4.4 无损探伤结果总体分析
        2.4.5 样本缺陷特征分析
    2.5 本章小结
第三章 典型四支管铸钢节点切片试验与缺陷统计
    3.1 引言
    3.2 典型四支管铸钢节点无损探伤
        3.2.1 试件
        3.2.2 试验结果
    3.3 典型四支管铸钢节点切片试验
        3.3.1 试验目的
        3.3.2 试验仪器
        3.3.3 切片试验的切割方案
        3.3.4 试件切片
    3.4 缺陷统计与分析
        3.4.1 有损探伤试验结果
        3.4.2 试验结果统计
        3.4.3 典型四支管铸钢节点有损-无损探伤结果比对
    3.5 本章小结
第四章 铸钢节点浇铸模拟与缺陷分析
    4.1 引言
    4.2 铸造成型理论基础
        4.2.1 铸造成型理论介绍
        4.2.2 基于ProCAST软件的铸造过程数值模拟的基本流程
    4.3 四支管铸钢节点铸造成型数值模拟
        4.3.1 铸钢节点铸造过程
        4.3.2 浇铸系统模型建立及参数选取
        4.3.3 铸钢节点充型和凝固过程
        4.3.4 铸钢节点缺陷预测与试验验证
    4.4 不同铸造工艺对铸造缺陷分布的影响
        4.4.1 不同浇铸系统对铸造缺陷分布的影响
        4.4.2 不同冒口高度对铸造缺陷分布的影响
        4.4.3 内冷铁对铸造缺陷分布的影响
    4.5 本章小结
第五章 铸钢节点缺陷等级评价与力学性能分析
    5.1 中外铸钢件缺陷等级评价方法比较
        5.1.1 国内不同标准对铸钢件缺陷的等级评价比较
        5.1.2 国内外不同标准对铸件缺陷的等级评价比较
        5.1.3 对铸钢节点质量评价标准的探讨
    5.2 铸钢节点有限元分析
        5.2.1 无缺陷铸钢节点有限元分析
        5.2.2 含裂纹的铸钢节点有限元分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文研究成果
    6.2 工作展望
参考文献
附录A 第二章中24个铸钢节点探伤结果
附录B 第三章中主、支管大截面图
致谢
作者简介

(5)基于FPGA的便携式超声探伤仪硬件系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究内容与设计指标
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 设计指标
    1.4 论文组织
第二章 超声探伤仪相关技术理论与算法分析
    2.1 超声检测理论基础
        2.1.1 超声检测基本原理
        2.1.2 声波在声场中运动的物理模型
    2.2 超声探伤仪构成
        2.2.1 总体结构
        2.2.2 超声探头
    2.3 主控制器与数据通信技术方案分析
    2.4 超声探伤仪的基础性能指标
    2.5 超声检测过程中噪声分析及相关去噪方法
        2.5.1 噪声分析
        2.5.2 相关去噪方法分析
    2.6 A扫信号去噪算法
    2.7 本章小结
第三章 超声探伤仪方案设计
    3.1 去噪方案设计
        3.1.1 FIR滤波器设计
        3.1.2 小波阈值法设计
    3.2 仪器需求分析与整体设计
        3.2.1 仪器需求分析
        3.2.2 仪器整体设计
    3.3 外围电路设计
        3.3.1 超声波激励电路设计
        3.3.2 回波信号接收与处理电路设计
        3.3.3 通信及编程接口电路设计
    3.4 系统控制与数字信号处理设计
        3.4.1 整体设计
        3.4.2 数据读写控制模块设计
        3.4.3 数据下行处理模块设计
        3.4.4 数据上行处理模块设计
    3.5 超声探伤仪软件
    3.6 本章小结
第四章 超声波激励/接收系统关键电路实现
    4.1 超声波激励电路实现
        4.1.1 高压生成电路实现
        4.1.2 脉冲激励控制电路实现
    4.2 回波信号接收与处理电路实现
        4.2.1 单通道输入电路实现
        4.2.2 模拟信号处理电路实现
        4.2.3 ADC电路实现
    4.3 通信接口电路实现
    4.4 数据读写控制模块实现
        4.4.1 数据读写时序分析
        4.4.2 数据读写状态机设计
    4.5 数据下行和上行处理模块实现
        4.5.1 数据下行处理模块实现
        4.5.2 数据上行处理模块实现
    4.6 本章小结
第五章 测试与分析
    5.1 外围电路模块测试与分析
        5.1.1 超声波激励电路测试与分析
        5.1.2 DAC电路测试与分析
        5.1.3 模拟信号处理电路测试与分析
    5.2 系统控制与数字信号处理模块测试与分析
        5.2.1 数据读写状态机模块测试与分析
        5.2.2 数据下行处理模块测试与分析
        5.2.3 数据压缩模块测试与分析
        5.2.4 峰值检测模块测试与分析
        5.2.5 FIR滤波测试与分析
    5.3 系统测试与分析
        5.3.1 数据通信测试与分析
        5.3.2 系统成像测试与分析
        5.3.3 系统基础性能测试与分析
    5.4 去噪算法测试与分析
        5.4.1 实验设置
        5.4.2 实验结果与分析
    5.5 测试结果总结
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的成果

(6)基于Android的超声探伤仪软件实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容与设计指标
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 设计指标
    1.4 论文组织
第二章 超声探伤仪关键理论与技术分析
    2.1 超声检测理论和系统分析
        2.1.1 超声检测基本概念
        2.1.2 超声检测方法
        2.1.3 超声扫描成像技术
        2.1.4 超声检测系统分析
    2.2 Android相关理论分析
        2.2.1 Android开发平台概述
        2.2.2 多线程机制
        2.2.3 View机制
    2.3 数据通信技术分析
        2.3.1 基于蓝牙和Wi Fi的数据通信方式
        2.3.2 基于USB OTG的数据通信方式
        2.3.3 数据通信方式分析
    2.4 数据存储技术分析
    2.5 本章小结
第三章 超声探伤仪软件设计
    3.1 超声探伤仪软件整体设计
        3.1.1 系统框架设计
        3.1.2 软件整体设计及难点分析
    3.2 数据通信模块设计
    3.3 数据显示模块设计
        3.3.1 超声波形绘制设计
        3.3.2 B扫和C扫超声图像绘制设计
    3.4 人机交互模块设计
        3.4.1 用户界面设计
        3.4.2 超声检测功能设计
    3.5 其他功能模块设计
        3.5.1 数据存储设计
        3.5.2 软件升级设计
    3.6 本章小结
第四章 超声探伤仪软件实现
    4.1 数据通信模块实现
        4.1.1 基本功能实现
        4.1.2 数据通信实现
    4.2 数据显示模块实现
        4.2.1 超声波形绘制实现
        4.2.2 B扫和C扫超声图像绘制实现
    4.3 人机交互模块实现
        4.3.1 用户界面实现
        4.3.2 超声检测功能实现
    4.4 其他功能模块实现
        4.4.1 超声参数存储实现
        4.4.2 A扫数据存储实现
        4.4.3 A扫数据打开实现
        4.4.4 截图实现
        4.4.5 软件升级的实现
    4.5 本章小结
第五章 超声探伤仪软件测试与分析
    5.1 测试环境
    5.2 功能测试
        5.2.1 基础功能测试
        5.2.2 超声检测功能测试
        5.2.3 其他功能测试
    5.3 性能测试
        5.3.1 用户界面性能测试
        5.3.2 数据传输速率测试
        5.3.3 兼容性及其他性能指标测试
    5.4 测试结果总结
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的成果

(7)基于Cortex-A9的嵌入式超声检测系统研制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 超声无损检测技术
        1.2.1 超声检测原理
        1.2.2 超声无损检测发展历史及现状
    1.3 论文研究内容及意义
    1.4 论文组织结构
第二章 超声检测系统硬件驱动研发及嵌入式平台搭建
    2.1 超声检测系统整体模块设计
    2.2 超声检测系统硬件及驱动模块设计
        2.2.1 核心板选取
        2.2.2 数据采集模块电路及驱动设计
        2.2.3 wifi模块电路及驱动设计
        2.2.4 人机交互模块模块电路及驱动设计
    2.3 超声检测系统嵌入式平台搭建
        2.3.1 嵌入式Linux系统
        2.3.2 嵌入式Linux系统的搭建及移植
    2.4 本章小结
第三章 便携式超声探伤仪应用程序设计
    3.1 基于MVC的超声探伤仪应用程序的研发
        3.1.1 探伤仪功能需求解析
        3.1.2 基于MVC的应用程序框架搭建
    3.2 超声探伤仪数据层和显示层应用程序研发
        3.2.1 超声探伤仪数据层应用程序研发
        3.2.2 超声探伤仪显示层应用程序研发
    3.3 超声探伤仪控制层应用程序研发
        3.3.1 超声探伤仪初始化模块研发
        3.3.2 超声探伤仪实时探伤数据处理模块研发
        3.3.3 超声探伤仪自动记录模块研发
        3.3.4 wifi通信模块设计
    3.4 本章小结
第四章 超声探伤大数据平台搭建及PC机客户端设计
    4.1 超声探伤大数据平台
        4.1.1 超声探伤大数据平台设计
        4.1.2 超声探伤大数据平台服务器端设计
        4.1.3 超声探伤大数据平台服务器端数据库设计
    4.2 PC机客户端设计
        4.2.1 客户端系统功能设计
        4.2.2 客户端探伤业务功能设计
        4.2.3 客户端辅助功能设计
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文的主要研究内容及工作总结
    5.2 未来工作展望
致谢
参考文献
作者简介

(8)列车轮对轮辋跟随式探伤系统的研究与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 跟随式探伤系统设计要求
        1.2.1 系统设计指标
        1.2.2 系统检测方法分类
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 本文的主要内容与结构
        1.4.1 论文总体结构
        1.4.2 论文主要内容
    1.5 本章小结
第二章 探伤原理和小波分析法的信号处理
    2.1 引言
    2.2 超声波基本原理
        2.2.1 超声场的基本物理量及特性
        2.2.2 超声波的分类
    2.3 超声波激发机理
        2.3.1 电磁超声表面波激发机理
        2.3.2 压电超声波激发机理
    2.4 列车轮对在线检测方法
        2.4.1 基于EMAT的车轮踏面缺陷检测方法
        2.4.2 基于压电超声的车轮轮辋缺陷检测方法
    2.5 小波分析法的探伤信号滤波处理
        2.5.1 小波分析法进行滤波处理的流程
        2.5.2 小波分析的原理
        2.5.3 原始信号降噪处理
        2.5.4 信号重构
    2.6 本章小结
第三章 列车轮对探伤系统设计
    3.1 引言
    3.2 探伤系统的基本组成
    3.3 探伤系统主要部分设计
        3.3.1 探头阵列部分设计
        3.3.2 采集箱部分设计
        3.3.3 综合控制部分设计
    3.4 本章小结
第四章 探伤系统软件设计
    4.1 LabVIEW简介
    4.2 软件系统的架构
    4.3 软件系统主要模块设计
        4.3.1 数据的获取
        4.3.2 数据的分析和处理
        4.3.3 数据的显示和输出
    4.4 软件的内存管理和性能优化
        4.4.1 软件的内存管理
        4.4.2 软件性能的优化
    4.5 本章小结
第五章 系统的实验及结果分析
    5.1 引言
    5.2 系统的安装与实验
        5.2.1 探伤设备的组成
        5.2.2 样板轮的制作
        5.2.3 安装与实验
    5.3 现场测试
    5.4 系统综合性分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文主要工作
    6.2 后续研究工作
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(9)面向在役工件的便携式超声检测系统研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 便携式超声检测系统的研究现状
        1.2.1 便携式超声检测系统的国外研究现状
        1.2.2 便携式超声检测系统的国内研究现状
    1.3 超声在役检测的研究现状
        1.3.1 超声在役检测的国外研究现状
        1.3.2 超声在役检测的国内研究现状
    1.4 在线信号分析的研究现状
        1.4.1 在线信号分析的国外研究现状
        1.4.2 在线信号分析的国内研究现状
    1.5 本文研究的背景及意义
        1.5.1 本文研究的背景
        1.5.2 本文研究的意义
    1.6 本文研究的主要内容
2 在役工件的超声检测方法研究
    2.1 引言
    2.2 在役工件的超声检测难点及要求
        2.2.1 超声在役检测的应用领域
        2.2.2 超声在役检测的难点及要求
    2.3 碳纤维复合材料的超声在役检测方法
        2.3.1 碳纤维复合材料的缺陷类型
        2.3.2 复合材料孔隙的超声在役检测方法
    2.4 在役工件超声检测基本方法的选择
        2.4.1 脉冲透射法和脉冲反射法的原理及选择
        2.4.2 从耦合的角度研究不同的检测方法
    2.5 超声信号的分析方法研究
        2.5.1 功率谱分析法
        2.5.2 短时傅里叶变换和小波变换
        2.5.3 Hilbert-Huang变换分析法
    2.6 本章小结
3 便携式超声检测系统及在线分析软件设计
    3.1 引言
    3.2 便携式超声检测系统整体分析
        3.2.1 超声检测系统原理及系统组成
        3.2.2 便携式超声检测系统的模块构成
    3.3 自动化超声检测系统及辅助检测机构
        3.3.1 自动化超声检测系统的原理
        3.3.2 检测系统组成及多自由度辅助检测机构
    3.4 本文设计的便携式超声检测系统
        3.4.1 便携式超声检测系统的设计方案
        3.4.2 关键零部件的选择
    3.5 基于LABVIEW的超声在线分析软件
        3.5.1 LabVIEW及信号处理模块
        3.5.2 软件的功能及界面设计
    3.6 本章小结
4 面向在役工件的辅助检测机构的设计
    4.1 引言
    4.2 设计要求与通用部分的设计
        4.2.1 设计要求
        4.2.2 辅助检测机构的材料选择
        4.2.3 液浸法的最佳距离及设计计算
    4.3 便携式辅助耦合装置的设计
        4.3.1 便携式辅助耦合装置的设计方案
        4.3.2 辅助耦合装置各方案的比较及选择
    4.4 辅助运动检测机构的设计方案
        4.4.1 辅助运动检测机构的设计原理
        4.4.2 二自由度辅助运动检测机构设计
        4.4.3 滚珠丝杠的选择和分析
        4.4.4 运动机构控制方案设计
    4.5 本章小结
5 超声实验和超声检测信号的处理
    5.1 引言
    5.2 采用辅助耦合装置的超声检测实验
        5.2.1 实验设备、实验材料和实验内容
        5.2.2 辅助耦合装置的有效性实验
        5.2.3 辅助耦合装置的优越性实验
    5.3 复合材料超声检测信号的成分分析
        5.3.1 复合材料超声检测信号的组成
        5.3.2 超声信号的各个成分分析
    5.4 小波阈值去噪声方法研究及实例分析
        5.4.1 小波阈值去噪声关键参数选择
        5.4.2 小波阈值去噪声的实例分析
    5.5 EMD加小波阈值联合去噪声法及实例分析
        5.5.1 EMD去超声信号噪声的原理及缺陷
        5.5.2 EMD的端点效应和模态混叠效应
        5.5.3 优化的EMD加小波阈值联合去噪声法
        5.5.4 优化的EMD加小波阈值联合去噪声对比实例分析
    5.6 缺陷位置的识别方法研究及实例分析
        5.6.1 相对增益法确定缺点位置
        5.6.2 基于相关系数的缺陷位置识别方法
    5.7 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献

(10)超声探伤仪器中基于热设计需求的工业设计(论文提纲范文)

1 热设计的基本理论
2 基于热设计需求的超声探伤仪器工业设计
    2.1 工业设计的基本输入条件
    2.2 可替换模块部分的热分析
        2.2.1 模块在自然散热条件下的散热总量
        2.2.2 A 模块的热分析
        2.2.3 B模块的热分析
        2.2.4 C模块的热分析
    2.3 可替换模块部分的工业设计
        2.3.1 A 模块的工业设计
        2.3.2 B模块的工业设计
        2.3.3 C模块的工业设计
3 结语

四、便携式超声探伤仪器的功能分析与设计(论文参考文献)

  • [1]动车车轴方钢坯料超声波检测系统的研究[D]. 潘大桐. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [2]列车车轮轮辋超声波自动化检测系统研究[D]. 李星宇. 兰州交通大学, 2020(01)
  • [3]基于FPGA的三维超声成像检测系统[D]. 武奇. 天津工业大学, 2019(02)
  • [4]铸钢节点铸造缺陷的随机特征和评定方法研究[D]. 高一祺. 东南大学, 2019(01)
  • [5]基于FPGA的便携式超声探伤仪硬件系统设计与实现[D]. 胡孟君. 东南大学, 2019(06)
  • [6]基于Android的超声探伤仪软件实现[D]. 余晶晶. 东南大学, 2019(06)
  • [7]基于Cortex-A9的嵌入式超声检测系统研制[D]. 王昊. 东南大学, 2019(06)
  • [8]列车轮对轮辋跟随式探伤系统的研究与实现[D]. 宗大公. 南京航空航天大学, 2019(02)
  • [9]面向在役工件的便携式超声检测系统研究[D]. 苗传用. 浙江大学, 2016(07)
  • [10]超声探伤仪器中基于热设计需求的工业设计[J]. 林伟杰,蔡泽毅,陈图森. 无损检测, 2015(02)

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便携式超声波探伤仪的功能分析与设计
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