棒材超声扫描成像检测系统的研制

来源 :南昌航空大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:florrie79
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棒材检测一直是超声检测的难点问题,尤其是小直径棒材检测。超声成像检测技术是近年来发展起来的一种新技术,其已在现代工业无损检测中占有重要的地位,是超声检测技术发展的一个方向。 合成孔径聚焦技术(Synthetic Aperture Focusing Technique简称SAFT)是数字成像处理中用于大幅度改善空间分辨率的一种有效手段,最初主要应用在雷达领域。近年来,SAFT开始应用于超声检测中,并得到了很大的发展。SAFT超声成像自70年代开始发展起来,现在还主要处于实验室研究及小规模试验阶段,其优点是可以用小尺寸换能器及比较低的工作频率获得较高的方位分辨率。从目前国内外的研究和应用状况来看,合成孔径成像技术已有一定的工程实际应用,但将SAFT应用于棒材超声成像的研究尚未见报道。 本课题的主要目的是研究采用超声扫描成像技术实现棒材的自动检测。在检测方法上,采用水浸聚焦超声探头进行探测,根据超声波在棒材中的传播特性,基于SAFT方法原理,设计适合于棒材超声成像检测的合成孔径成像算法,通过棒材SAFT成像算法增强棒材内的缺陷信号,提高检测的灵敏度和方位分辨率。在检测系统硬件设计上通过计算机控制扫描架,驱动探头做水平范围的扫查移动,通过计算机控制步进电机转动检测棒材并通过旋转编码器得到棒材旋转角度信息,从而完成声束对棒材的全范围扫描。基于VC++ 6.0设计了扫描架运动控制程序和设计了PCI-1714数据采集卡数据采集程序。采用CTS-22型模拟超声探伤仪激发和接收探头检测回波信号,通过数据采集卡全波列采集超声探伤仪检波前的射频信号,并将检测信号保存到计算机中。对采集到的超声信号进行适当的预处理之后,应用棒材SAFT成像算法对棒材进行成像。为了比较成像效果,本文对棒材进行了B扫描成像,通过比较B扫描图像与SAFT图像,成像实验结果表明,采用本实验系统可以完成棒材的超声成像检测,SAFT成像方法能够增强缺陷信号,提高检测灵敏度。
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