基于时间反转法的铝合金板材无损检测系统软件实现

论文摘要

铝合金板材无损检测领域近年来有许多理论突破,但传统的用于研究铝合金板材残损状况的实验平台设备多、程序复杂、成本极高,不适合广泛的用于工业、交通运输及其它高新领域。时间反转法能够通过将声波进行时间反转再发射实现声波的自适应聚焦,从而判断缺陷大小、位置。本文将时间反转法与无损检测理论相结合,通过软件编程的方法设计并实现了一个通过USB接口进行数据传输的铝合金无损检测系统软件,该软件具有实用意义。本文对时间反转自聚焦方法进行了实验研究,给出了系统的整体设计方案,设计了软件系统的整体流程,设计了时间反转方法的软件实现,并最终实现了铝合金板材无损检测系统软件功能。描述和分析了时间反转技术、USB上位机应用开发技术、MFC框架下的程序运行机制。系统软件设计在STM32处理器和Windows XP操作系统下开展,系统由USB驱动程序、USB应用程序、客户软件界面和客户应用程序等几部分构成。软件编程实现了USB驱动、USB接口的数据传输、客户界面和具体功能模块的功能。具体功能模块有发送波形选择模块、发送波形显示模块、数据发送模块、数据采集模块、Excel数据导入及导出模块、数据分析模块、接收波形显示模块、数据处理模块及打印模块。经过系统整体测试,验证了本文设计的铝合金板材无损检测系统实现了信号的时间反转功能,并且实现了铝合金板材无损检测系统所要求的其它基本功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及意义
• 1.2 国内外相关研究状况及发展趋势
• 1.2.1 超声无损检测技术和铝合金无损检测的研究和发展
• 1.2.2 兰姆波检测的研究和发展
• 1.2.3 时间反转技术的研究和发展
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 时间反转自聚焦方法和实验研究
• 2.1 时间反转自适应聚焦原理
• 2.1.1 时间反转的定义及基本原理
• 2.1.2 超声兰姆波检测中的时间反转技术
• 2.1.3 自聚焦评价参数
• 2.2 实验研究
• 2.2.1 实验系统组成和实验步骤
• 2.2.2 实验结果
• 2.3 本章小结
• 第3章 铝合金板材无损检测系统总体设计方案
• 3.1 系统可行性论证和功能需求
• 3.2 系统总体设计
• 3.3 软件系统设计方案
• 3.3.1 软件系统基本结构
• 3.3.2 软件基本模块
• 3.3.3 开发工具和编程方式的选择
• 3.4 本章小结
• 第4章 USB 接口数据传输功能的设计与实现
• 4.1 USB 主机软件数据传输流程
• 4.2 USB 驱动程序设计
• 4.2.1 WDM 驱动程序模型
• 4.2.2 构建USB 驱动开发环境
• 4.2.3 生成驱动程序框架
• 4.2.4 驱动程序的编写和安装
• 4.3 USB 应用程序的开发
• 4.4 本章小结
• 第5章 客户软件设计与实现
• 5.1 客户软件总体流程设计
• 5.2 图形用户界面程序设计
• 5.2.1 MFC 框架下的界面设计
• 5.2.2 图形用户界面
• 5.3 主要功能模块具体应用程序设计
• 5.3.1 发送波形选择及兰姆波显示模块设计
• 5.3.2 数据发送模块设计
• 5.3.3 数据采集模块及Excel 数据导出设计
• 5.3.4 数据分析模块设计
• 5.3.5 Excel 数据导入及图像显示模块设计
• 5.3.6 数据处理模块设计
• 5.3.7 打印模块设计
• 5.4 系统测试
• 5.5 试验结论
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢