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随着国家大力实施新能源战略,推进能源结构调整,液化天然气(liquefied natural gas,缩写LNG)生产和消费逐年快速增长。LNG存储装置的安全性问题面临严峻考验,其制造材料主要为镍基合金,如X7Ni9钢、X12Ni5钢和316L奥氏体不锈钢,这类材料焊缝组织晶粒粗大,超声波散射、衰减严重,声束易发生畸变,回波信号伴有林状噪声,易造成缺欠的漏检和误判,因此,采用合适的降噪处理方法是保证超声波检测结果的可靠性和准确性的关键。文中采用硬件降噪与软件降噪相结合的方法,设计加工宽频带窄脉冲纵波斜探头,并利用小波阈值降噪法对回波信号进行降噪处理研究。论文完成频率为2.0MHz和2.5MHz换能器的设计和加工,利用换能器检测X7Ni9钢,X12Ni5钢和316L奥氏体不锈钢焊缝发现,对于粗晶组织焊缝,较低频率更有利于改善回波信噪比。其中选择的换能器相关参数为:入射频率2.5MHz,压电晶片材料PZT-5,晶片的尺寸13×13×1.2mm,阻尼块成分钨粉、聚硫橡胶粉和环氧树脂,斜楔块材料有机玻璃(加工有锯齿形声陷阱)。通过对检测试块进行超声波检测试验,将获得的回波信号进行单小波降噪处理,分析小波基、分解层数、阈值选取规则、阈值重调方法、阈值函数对信噪比的影响,研究确定优选单小波降噪参数为:小波函数’sym6’、’sym8’、’coif2’、’coif3’、’bior5.5’、’bior4.4’、’db7’、’db4’;分解层数6;阈值选取规则’rigrsure’;阈值重调方法’sln’;阈值降噪函数:阈值小于76选取折衷阈值、阈值76~148之间用软阈值、阈值大于148选取改进阈值K=1。通过对上述检测回波信号进行复合小波降噪分析发现,复合降噪效果优于各小波族单独降噪,其中bior5.5与db9、bior5.5与db5、bior5.5与sym11、sym7与bior5.5、coif1与bior5.5、coif3与bior5.5的复合降噪效果显著。复合小波的降噪效果受复合顺序的影响,当Haar小波位于最后复合时能有效地改善降噪效果。根据上述分析结果,基于MATLAB自带的图形用户界面开发环境GUIDE设计完成超声波小波阈值降噪软件,并通过该软件实现X7Ni9钢,X12Ni5钢和316L奥氏体不锈钢超声波检测信号的降噪处理、缺欠提取和缺欠定位。