论文题目: 环形电子束焊缝超声自动检测系统研制
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 吴乘波
导师: 徐志农,周晓军
关键词: 环形,电子束,焊缝,超声检测,自动化,超声成像,图像处理
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文以实际工程项目为依托,提出了如何实现环形电子束焊缝超声自动检测系统的研究。在课题研究过程中,将最新的自动化控制技术与超声信号高速采集和处理技术引入到超声自动检测系统。同时,将超声成像和声图像处理技术应用到本系统中,实现了环形电子束焊缝超声检测的自动化。 第一章首先说明本课题的项目背景和技术要求,阐明了环形电子束焊缝超声自动检测系统研究的重要意义;介绍了目前国内外的超声检测自动化技术、超声成像与声图像处理技术的研究现状;最后提出了本文的主要研究内容和组织结构。 第二章主要研究环形电子束焊缝超声检测的原理。先阐明了超声波检测技术在保证焊缝质量中的作用,然后通过对电子束环缝焊接件的结构特点、焊接工艺特点及缺陷分布特点的分析,研究并解决了环形电子束焊缝超声检测的探伤方法、显示与成像方法、探头选择、耦合剂确定等一系列的技术问题,同时提出了超声检测中水声程自动调节的方法。 第三章研究环形电子束焊缝超声检测的自动化问题。先对系统的总体结构进行了设计和规划,然后在分析环形电子束焊接件典型工件所需的扫查路径基础上,进行了环形电子束焊缝自动检测的机械系统设计,以及运动控制与超声信号的触发与采集控制的研究。实现了基于最新控制技术的“PC+运动控制卡”及现场总线技术的运动控制和基于集成式超声卡的超声信号触发与采集控制。 第四章主要研究实现环形电子束焊缝超声检测的成像与声图像处理。先介绍了超声成像的组成与原理,然后针对超声无损检测成像的特殊性,研究讨论了适合于超声检测的图像处理方法,目的是使超声成像检测达到可视化、直观化,便于缺陷判读,以充分发挥超声成像检测的优点。 第五章进行系统的软件设计以及系统的实验验证,给出了本超声检测系统的软件总体设计框架和系统主要软件功能; 第六章对全文的工作进行了回顾和总结,对下一步的工作提出了一些初步的设想。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1．1 课题介绍
1．1．1 项目背景
1．1．2 技术要求
1．2 环形电子束焊缝超声自动检测系统研究的意义
1．2．1 电子束焊接技术的现状与发展趋势
1．2．2 超声波无损检测技术的优越性
1．2．3 研发环形电子束焊缝超声自动检测系统的意义
1．3 超声检测自动化技术
1．3．1 自动化技术的现状与发展趋势
1．3．2 自动化技术在超声检测中的应用现状
1．4 超声成像与超声图像处理技术
1．4．1 超声成像技术
1．4．2 超声图像处理技术
1．5 本论文的主要工作
第二章 环形电子束焊缝超声检测的原理
2．1 超声无损检测技术在焊缝质量保证中的作用
2．2 超声波无损检测的原理
2．2．1 超声波的概念与特性
2．2．2 超声检测的原理
2．3 环形电子束焊缝超声检测的基本问题
2．3．1 环形电子束焊缝的特点分析
2．3．2 入射方向和探测面的选择
2．3．3 探头的选择
2．3．4 耦合剂选择
2．3．5 扫查方式
2．3．6 显示与成像方式
2．3．7 缺陷的定量评定
2．4 环形电子束焊缝超声探伤的方法
2．4．1 脉冲反射法与穿透法
2．4．2 接触法与液浸法
2．5 水声程调节
2．5．1 圆盘源轴线上的声压分布
2．5．2 水声程调节原理
2．6 本章小结
第三章 超声自动检测的控制系统设计
3．1 系统的总体构成
3．2 扫查的路径规划
3．2．1 平板类工件扫查的路径规划
3．2．2 圆柱体工件扫查的路径规划
3．3 机械系统设计
3．4 运动控制系统设计
3．4．1 运动控制系统的方案选择
3．4．2 超声自动检测的运动控制系统的组成
3．4．3 基于现场总线的伺服驱动系统设计
3．5 超声信号的触发与采集系统
3．5．1 传统超声检测设备的信号触发与采集系统
3．5．2 基于超声卡的超声信号触发和采集系统
3．5．2．1 超声信号的触发
3．5．2．2 超声信号的采集
3．6 本章小结
第四章 超声检测的成像与声图像处理
4．1 超声检测的成像
4．1．1 超声成像系统的组成
4．1．2 超声成像原理
4．1．2．1 超声成像的数学原理
4．1．2．2 超声图像的表示
4．1．2．3 超声伪彩色成像
4．1．3 超声检测成像的算法
4．2 超声图像的处理
4．2．1 超声图像的平滑处理
4．2．1．1 超声图像的中值滤波
4．2．1．2 超声图像的保边缘滤波
4．2．1．3 灰度最相近的K个邻点平均法
4．2．1．4 超声图像平滑处理的应用
4．2．2 超声图像的边缘检测
4．2．2．1 梯度算子
4．2．2．2 高斯—拉普拉斯(Gauss-Laplace)算子
4．2．2．3 柯西(Kirsch)方向算子
4．2．2．4 边缘检测在超声图像处理中的应用
4．3 本章小结
第五章 系统的软件及实验分析
5．1 系统软件的总体结构
5．2 系统的编程环境与软件开发工具
5．3 系统软件的主要窗体和功能模块
5．4 实验及结果分析
第六章 总结和展望
6．1 回顾与总结
6．2 展望
附录 环形电子束焊缝超声自动检测系统图
硕士期间发表及收录的论文
致谢
发布时间: 2005-10-08
参考文献
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