反应堆压力容器超声无损检测数据处理的研究

论文摘要

随着经济的发展,能源成为了所要解决的首要问题,其中发展核能是解决能源问题的一条很好的途径。核反应堆压力容器是核电站中极其重要的设备,为保障核反应堆压力容器的质量,进一步保证核电厂安全正常的运行,必须对核反应堆压力容器进行全面的检测。超声无损检测技术是一种常用的无损检测技术,它具有穿透性强,检测灵敏度高,缺陷准确定位且成本低等优点,得到广泛应用,也是本文中核反应堆压力容器无损检测检测所使用的方法。同时,超声无损检测回波信号蕴含了超声检测的所有内容,因此对超声检测回波信号的处理是超声检测过程中重要的也是关键的一步。为此,本文对核反应堆压力容器超声无损检测信号处理进行了研究。文中首先对超声无损检测技术的发展历程进行了阐述,并对学科前沿进行了探究。根据核反应堆压力容器的结构和特点确定了被检对象和内容,给出了具体的系统设计方案,并对回波信号进行了分析。其次,研究了超声信号去噪的方法,对现有的几种方法进行比较分析,最终采用一种改进的阈值算法去噪。即针对压力容器缺陷的实际特征,将阈值去噪法中的软硬阈值法有效地结合,实现了较好信号的去噪处理。并对超声检测信号进行了MATLAB仿真,取得了较好的去噪效果,有利于后续的信号分析和处理。为了便于数据的储存和传输,本文研究了嵌入式零树编码算法并进行了改善,同时针对一维空间中信号压缩只能减少数据内的冗余而不能减少数据间的冗余,对信号进行了空间转换,然后在MATLAB的实验环境下采用改进后的嵌入式零树编码算法对二维空间的信号进行了压缩仿真,取得了较好的压缩效率。文章最后还具体分析了上位机系统功能,完成了核反应堆压力容器超声无损检测上位机软件系统设计。选取了Visual Studio 2005作为软件开发环境,采用VC++.NET和MATLAB 7.1的混合编程方法完成了主界面,参数设置模块,数据处理模块和数据库模块的软件设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景及研究意义
• 1.2 超声无损检测技术及其国内外研究状况
• 1.2.1 超声无损检测技术
• 1.2.2 国内外研究状况
• 1.3 超声无损检测信号处理国内外研究状况
• 1.4 本文研究的主要内容及章节安排
• 第2章 系统工作原理与系统分析
• 2.1 超声无损检测的概论
• 2.1.1 超声无损检测的基本原理
• 2.1.2 超声无损检测的基本方法
• 2.1.3 超声无损检测的特点及其局限性
• 2.2 核反应堆压力容器
• 2.2.1 核压力容器结构
• 2.2.2 核反应堆压力容器的作用
• 2.2.3 核反应堆压力容器超声无损检测内容
• 2.3 超声无损检测的系统设计
• 2.3.1 硬件系统设计
• 2.3.2 软件系统分析
• 2.4 超声无损检测回波信号分析
• 2.4.1 超声无损检测回波信号噪声分析
• 2.4.2 超声无损检测回波信号压缩
• 2.5 本章小结
• 第3章 超声无损检测信号去噪研究
• 3.1 小波分析理论
• 3.1.1 小波分析产生的背景
• 3.1.2 傅里叶变换
• 3.1.3 小波分析
• 3.1.4 小波变换与傅里叶变换比较
• 3.2 超声检测回波信号去噪方法
• 3.2.1 小波去噪的基本方法
• 3.2.2 小波阈值去噪
• 3.3 仿真与实验结果分析
• 3.3.1 信号降噪性能分析
• 3.3.2 实验仿真
• 3.3.3 实验结果分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 超声无损检测信号压缩
• 4.1 嵌入式零树小波压缩算法
• 4.1.1 图像小波变换
• 4.1.2 嵌入式零树编码
• 4.1.3 嵌入式零树解码
• 4.1.4 嵌入式零树小波编码的优缺点及其改进算法
• 4.2 超声无损检测信号压缩
• 4.3 实验结果及其分析
• 4.3.1 超声检测信号一维空间压缩实验
• 4.3.2 超声检测信号二维空间压缩实验
• 4.3.3 实验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 超声无损检测系统上位机软件设计
• 5.1 系统分析
• 5.2 系统设计
• 5.3 上位机软件实现
• 5.3.1 系统登录与主界面设计
• 5.3.2 系统主要功能模块设计
• 5.3.3 数据库模块设计
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A （攻读学位期间发表的学术论文）