固體材料密度超聲檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、材料的檢測(cè)與評(píng)價(jià)對(duì)于控制和改進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品質(zhì)量，保證材料、零件和產(chǎn)品的可靠性以及提高生產(chǎn)效率等都起著關(guān)鍵性作用。目前對(duì)于材料缺陷檢測(cè)的方法是很多，由于超聲波無(wú)損檢測(cè)方法除具有穿透能力強(qiáng)、設(shè)備簡(jiǎn)單、使用條件和安全性好、檢測(cè)范圍廣等根本性的優(yōu)點(diǎn)外，還具有聲束細(xì)、聲能集中、分辨力和信噪比高等優(yōu)點(diǎn)，并且可以得到缺陷的橫截面圖，有望實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的尺寸和形狀的準(zhǔn)確分析，并結(jié)合缺陷的分布狀態(tài)判定缺陷的性質(zhì)，為改進(jìn)制備工藝提供參考。因此本文就在研究超

2、聲檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種新的缺陷檢測(cè)方法——超聲密度檢測(cè)方法，進(jìn)而對(duì)固體材料進(jìn)行缺陷檢測(cè)。本文在深入研究超聲波信號(hào)波動(dòng)特性的基礎(chǔ)上，通過(guò)超聲信號(hào)波動(dòng)方程探尋聲速與密度直接的關(guān)系，進(jìn)而繪制二維密度圖來(lái)直觀地對(duì)材料進(jìn)行缺陷評(píng)價(jià)。同時(shí)通過(guò)對(duì)超聲探傷系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)——用CPLD實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)代替原來(lái)的超聲信號(hào)采集卡，不但實(shí)現(xiàn)了速度快、測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)，而且極大地提高了其測(cè)量速度，完全滿足了實(shí)時(shí)性的要求。主要從以下幾個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了研究和探

3、討： 1、對(duì)超聲信號(hào)波動(dòng)特性進(jìn)行了理論研究分析，推導(dǎo)了密度和波速之間的關(guān)系，為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)。 2、通過(guò)對(duì)超聲檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法的比較，確定本課題采用水浸脈沖反射方法進(jìn)行超聲探傷。 3、鑒于對(duì)超聲測(cè)速方法(傳統(tǒng)的基于厚度測(cè)速法和與厚度無(wú)關(guān)的反射板測(cè)速法(簡(jiǎn)稱TIRP法))原理的比較，確定用TIRP法進(jìn)行聲速的測(cè)量，并且在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出來(lái)了測(cè)量模型。 4、為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求，應(yīng)用CPLD方法對(duì)固

4、體材料密度超聲檢測(cè)系統(tǒng)核心部分——實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，另外對(duì)于各個(gè)模塊的功能進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明和仿真，通過(guò)其波形圖的輸出，可以看出所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可行性。 5、在所設(shè)計(jì)的超聲檢測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，對(duì)非金屬材料——玻璃板進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果得到了其二維密度平面圖，從而證明了我們所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的合理性，另外也對(duì)應(yīng)用材料密度和超聲信號(hào)之間的關(guān)系對(duì)材料缺陷進(jìn)行檢測(cè)的方法也進(jìn)行了進(jìn)一步的證明。 6、通過(guò)使用CPLD實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和