【摘 要】
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太赫兹时域光谱技术已被广泛应用于复合材料的无损探伤,但由于材料对太赫兹波的吸收较为严重、多层结构层间多次反射会导致实际检测的太赫兹信号信噪比差;分层、脱粘等缺陷的太赫兹特征微弱,太赫兹成像图中缺陷信息不完整会导致太赫兹无损检测的缺陷识别能力不足。为此,本文开展了基于小波变换的缺陷太赫兹微弱特征分析及缺陷太赫兹成像技术研究。主要研究内容如下:（1）研究了太赫兹时域光谱信号重构技术。针对太赫兹时域波形
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太赫兹时域光谱技术已被广泛应用于复合材料的无损探伤,但由于材料对太赫兹波的吸收较为严重、多层结构层间多次反射会导致实际检测的太赫兹信号信噪比差;分层、脱粘等缺陷的太赫兹特征微弱,太赫兹成像图中缺陷信息不完整会导致太赫兹无损检测的缺陷识别能力不足。为此,本文开展了基于小波变换的缺陷太赫兹微弱特征分析及缺陷太赫兹成像技术研究。主要研究内容如下:（1）研究了太赫兹时域光谱信号重构技术。针对太赫兹时域波形混叠的问题,利用高斯反卷积技术进行信号重构,以调制时域信号脉冲宽度;采用快速高效的S-G卷积平滑技术分析频域信号,在保留吸收峰特征的基础上提高了频域信号的信噪比。（2）为消除复合材料内部层间多次反射引起的信号干扰,本文提出了基于经验模态分解的离散小波滤噪技术,避免了小波滤噪引起的临界点突变产生的偏差。基于太赫兹信号进行经验模态分解,对玻璃纤维增强复合材料太赫兹信号的高频固有模态函数进行离散小波滤噪再重构实现信号滤噪,提高信噪比的同时降低了噪声对缺陷太赫兹微弱特征的影响。（3）针对玻璃纤维增强复合材料内部分层、脱粘缺陷的太赫兹特征微弱的问题,提出基于连续小波变换的缺陷信号太赫兹微弱特征增强技术。建立玻璃纤维增强复合材料样品的时域有限差分模型,分析不同缺陷的太赫兹时域仿真波形,为缺陷微弱特征增强窗口的确定提供理论依据;利用三种不同小波基函数实现连续小波太赫兹微弱特征增强。结果表明,连续小波变换可有效实现缺陷信号的太赫兹微弱特征增强,提高太赫兹无损检测对复合材料分层及脱粘缺陷的识别能力。（4）为实现复合材料多种缺陷的高精度识别,开展基于小波变换的太赫兹特征成像融合技术研究。对于玻璃纤维增强复合材料中不同粘接深度的缺陷成像问题,利用小波变换算法实现了多层缺陷信息的融合成像,获取能够显示多层缺陷信息的缺陷成像图;针对样品单一特征成像中缺陷信息不完整和分辨率低的问题,将样品的三种太赫兹特征成像图进行小波融合以提高缺陷识别的精度。缺陷定量分析的结果表明,小波融合能够实现复合材料高精度的缺陷识别。
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