手动扫描超声探伤系统设计及信息可视化研究

作     者：王嘉骏 

作者单位：中北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨录

授予年度：2017年

学科分类：07[理学] 0702[理学-物理学] 

主      题：手动扫描 金属薄板 超声检测 位移传感器 信息可视化 

摘      要：根据项目要求开发一套手动扫描超声探伤系统,实现对金属薄板的实时超声无损检测。在逐点检测金属薄板的过程中,使用位移传感器记录手持超声探头的运动轨迹,结合对应检测点的超声波信号,生成检测区域的声学特性分布灰度图,从而对金属薄板在预定寿命期间的可靠性做出评估。本文结合实际项目需求和开发过程,在介绍检测系统关键技术的基础上,针对超声检测系统中定位装置和信息可视化处理展开了研究。首先,论文概括了国内外超声检测技术及检测设备的发展现状,阐述了本文的主要研究内容和研究意义。针对金属薄板的特点,介绍了超声检测的声学基础和探头定位的理论基础,确定了横波脉冲反射法和光电鼠标定位探头的检测方案。其次,具体介绍了检测系统设计方案和开发过程:超声检测系统模块以FPGA为控制核心,实现对超声波的发射和接收、信号采集以及USB通信的控制;定位系统模块通过编写HID类底层过滤驱动程序将USB光电鼠标改造成为一个位移传感器,实现快速、准确定位扫描检测过程中超声探头位置。最后,论文介绍了在VS环境下开发的上位机软件。上位机软件通过对超声检测系统模块和定位系统模块的识别和控制,获得超声回波信号数据和位置信息。进一步分析处理数据后,得出判伤结果并生成检测区域声学特性分布的灰度图。