超声相控阵检测系统中伪缺陷识别方法研究及软件设计

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超声相控阵检测技术凭借其出色的检测效率与成像效果,被广泛地应用于工业无损检测。然而目前国内外对于大中型结构焊缝的超声检测及缺陷性质判别主要依靠肉眼识别和人工标识,当遇到一些由非真实缺陷引起的回波信号时常常造成缺陷误判,引起材料的二次加工和资源浪费。论文对超声检测中常出现的伪缺陷的识别方法展开研究,在此基础上设计了基于超声相控阵检测系统的伪缺陷识别软件,为伪缺陷的软件判别提供了新的思路。首先,论文介绍了超声相控阵检测原理、声场特性以及伪缺陷相关的物理概念,并推导了超声检测中波形转换的条件,为后续伪缺陷研究工作奠定了理论基础。论文对比研究了超声检测中出现的多种伪缺陷,总结各自的成因和识别方法后对其中三种人工识别较为困难、涉及物理建模和数学计算的伪缺陷展开深入研究,在原有识别方法的基础上进行改进和优化,提出了伪缺陷的软件识别方法。其次,论文对基于超声相控阵检测系统的伪缺陷识别软件进行了整体软件设计。基于Android系统对软件展开需求分析和功能模块划分后,选择了Java和C++跨语言混合开发的设计方案和高扩展性、低耦合的MVP架构模式;设计并实现了负责引导用户配置扫查参数和工件建模的向导模块、计算阵元发射接收延时的聚焦法则模块、定位回波的闸门检测模块等,为伪缺陷判别提供数据支持;在此基础上通过回波数据的获取、理论值计算比对、判别结果标识三步完成伪缺陷的识别与标识工作。最后,论文借助现有超声相控阵硬件平台,对软件的功能展开测试。测试结果表明,无楔块时闸门检测的定位功能相对有楔块时测量更为准确;工件建模经测试基本符合实际超声波束在工件内的传播情况;针对三种特定伪缺陷的判别方法在一定误差允许范围内对缺陷性质判别准确率均可达90%以上,总体测试结果验证了软件功能的正确性以及伪缺陷识别方法的实用性。
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