多功能混凝土超声波检测仪软件系统研究与实现

论文摘要

本论文的研究课题来源于国家西部交通建设科技项目:稀土换能器及系统集成的桥梁无损检测技术研究(20043188 1222)。为了使混凝土超声波检测仪运行速度更快、精度更高,可靠性、可操作性更强,使系统可以广泛,高效的应用于各种混凝土构件(特别是大体积混凝土构件)的无损检测,本文设计开发了新一代多功能混凝土超声波检测仪的软件系统。论文从混凝土超声波检测的方法出发,分析现有设备的不足,针对超声仪硬件结构、检测现场环境、用户特征进行了详细的软件需求分析,在分析基础上设计了软件的系统架构和模块功能,开发了基于Windows平台的多功能混凝土超声波检测仪软件系统,该软件系统由混凝土超声波检测仪测控软件和混凝土超声检测数据分析评价软件两部分组成:测控软件具有基线调零,去噪声,增幅或减幅,反相,相加或相减、移道,添道,删道,谱分析(振幅谱,相位谱)等功能;数据分析与评价软件具有滤波分析、测桩分析、测厚分析、测强分析、定位测试、测缺分析、层析成像分析的功能。软件采用动态链接库的方式对低层硬件进行操作,运用基于多线程的DMA实时数据采集技术,有效的提高了系统的运行速度和采样频率。将小波分析应用于超声信号降噪和首波识别,使首波的提取精度有了较大提高。设计了友好的人机界面和容错措施以降低各种人为错误和异常事件对软件造成的不良影响。实际应用表明,论文开发的软件系统具有:数据采集实时性高、数据存储容量大、数据采集方便快捷、容错功能强大、检测数据的计算、分析准确等特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 研究背景与现状分析
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 多功能混凝土超声波检测仪的结构及软件系统总体设计
• 2.1 超声波检测仪的结构和基本工作原理
• 2.1.1 超声波无损检测方法
• 2.1.2 超声波无损检测仪结构
• 2.1.3 超声波检测混凝土工作原理
• 2.2 软件系统总体设计
• 2.2.1 软件系统的需求分析
• 2.2.2 多功能混凝土超声仪软件开发平台选择
• 2.2.3 基于面向对象技术的软件系统设计方法
• 2.2.4 软件系统功能模块结构
• 2.3 小结
• 第三章 超声波检测仪测控软件详细设计与实现
• 3.1 混凝土超声仪的软件结构
• 3.2 混凝土超声仪测控软件模块结构
• 3.2.1 驱动程序设计
• 3.2.2 动态链接库程序设计
• 3.2.3 测控软件的功能设计
• 3.2.4 人机界面程序设计与实现
• 3.3 小结
• 第四章 数据分析与评价软件详细设计与实现
• 4.1 超声回弹法检测混凝土强度与软件实现
• 4.1.1 超声回弹综合法检测混凝土强度的原理
• 4.1.2 超声回弹综合法检测混凝土强度数据分析软件实现
• 4.2 超声波检测混凝土厚度与软件实现
• 4.2.1 超声波检测混凝土厚度的原理
• 4.2.2 超声波检测混凝土厚度数据分析软件的实现
• 4.3 超声波检测混凝土缺陷与软件实现
• 4.3.1 超声波检测混凝土缺陷的原理
• 4.3.2 超声波检测混凝土缺陷数据分析软件的实现
• 4.4 超声波检测混凝土灌注桩质量与软件实现
• 4.4.1 超声波检测混凝土灌注桩质量原理
• 4.4.2 超声波检测混凝土灌注桩质量数据分析软件的实现
• 4.5 小结
• 第五章 软件系统中的关键技术及其实现
• 5.1 超声波信号的实时采集
• 5.2 小波分析在超声波信号的预处理算法的应用
• 5.2.1 小波分析的基本知识
• 5.2.2 超声波信号的小波去噪
• 5.2.3 超声波信号的首波时间的判读
• 5.3 超声数据管理
• 5.4 软件的防错技术
• 5.5 小结
• 结论与展望
• 附录攻读硕士学位期间公开发表的学术论文
• 参考文献
• 致谢