Применение радиотехнических методов обработки сигналов при ультразвуковом неразрушающем контроле сложноструктурных изделий

• Автор: Залеткин, Андрей Валентинович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

1. ВВЕДЕНИЕ
1.1. Актуальность темы. Постановка задачи
1.2. Научная новизна
1.3. Методы исследования
1.4. Основные практические результаты
1.5. Основные положения, выносимые на защиту
1.6. Внедрение результатов контроля
1.7. Публикация результатов
2. ПРОБЛЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ЭХО-СИГНАЛА ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЛОКАЦИИ ПРОТЯЖЕННЫХ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ ИЗДЕЛИЙ
2.1. Анализ проблем определения толщины при традиционной УЗ эхолокации (дефектоскопии, толщинометрии)
2.2. Задача УЗ эхо-локации (дефектоскопии, толщинометрии) изделии с большим интегральным затуханием сигналов
2.3. Задача УЗ эхо-локации (дефектоскопии, толщинометрии) сложноструктурных изделий
2.4. Выводы ПО РАЗДЕЛУ 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
3. ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ И ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ЭХО-СИГНАЛОВ ПРИ УЗ ЛОКАЦИИ ИЗДЕЛИЙ С БОЛЬШИМ ЗАТУХАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКА
3.1. УСЛОВИЯ ВЫДЕЛЕНИЯ УЗ ЭХО-СИГНАЛОВ ИЗ БЕЛОГО ШУМА
3.2. Использование сложномодулированных сигналов в УЗ эхо-локации
3.3. Использование синхронного детектирования УЗ эхо-сигналов

3.4. Оценка повышения точности измерения временн6го положения УЗ ЭХО-СИГНАЛА ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЛОЖНОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ
3.5. Использование сплит-способа и сплит-сигналов для компенсации
ИСКАЖЕНИЙ СИГНАЛА В ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКОМ ТРАКТЕ УЗ ДЕФЕКТОСКОПА
3.5.1. Основные свойства сплит-способа и сплит-сигнала
3.5.2. Чувствительность УЗ локации изделий при использовании сплит-способа
3.5.3. Компенсация искажений в ЭАТ при использовании сплит-способа контроля
3.6. ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
4. ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ВЫДЕЛЕНИЯ УЗ ЭХО-СИГНАЛОВ ИЗ СТРУКТУРНОГО ШУМА ПРИ ОДНОКАНАЛЬНОМ КОНТРОЛЕ
4.1. Статистические характеристики структурного шума
4.2. Вопросы обнаружения УЗ эхо-сигнала в структурном шуме при одноканальном контроле
4.3. Оценка точности определения временного положения эхо-сигнала, замаскированного структурным шумом при одноканальном контроле
4.4. Временная декорреляция эхо-сигнала и структурного шума
4.4.1. Положения теории оптимальной фильтрации применительно к проблемам выделения УЗ эхо-сигналов из небелого шума при одноканальном контроле
4.4.2. Обоснование применимости вейвлет-обработки УЗ эхо-сигналов для временной декорреляции структурного шума
4.4.3. Постановка эксперимента по натурному моделированию времнной декорреляции структурного шума
4.5. Применение вейвлет-обработки УЗ эхо-сигналов при одноканальном контроле для выделения УЗ эхо-сигнала из структурного шума и измерения его временного положения
4.5.1. Использование вейвлет-обработки УЗ сигнала для выделения эхо-сигнала из структурного шума
4.5.2. Применение вейвлет-обработки при измерении временного положения УЗ эхо-сигналов
4.6. Методы частотной декорреляции сигнала и структурного шума
4.7. Выводы ПО РАЗДЕЛУ
5. АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС УЗ ЛОКАЦИИ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
5.1. Общие положения
5.2. Структурная схема
5.3. Узел аналого-цифрового интерфейса
5.3.1. Общие сведения
5.3.2. Структурная схема
5.3.3. Основные характеристики устройства
5.4. Узел обработки аналоговых сигналов
5.4.1. Приемный тракт
5.4.2. Передающий тракт
5.5. Программное обеспечение
5.5.1. Общие сведения
5.5.2. Используемые алгоритмы и методы обработки сигналов
5.5.3. Интерфейс оператора системы
5.6. Результаты практических испытаний комплекса
5.6.1. Обнаружение донного эхо-сигнала в многослойной среде
5.6.2. Измерение толщины изделия с высоким затуханием УЗ
5.6.3. Накопление и визуализация результатов серийных измерений
5.6.4. Применение методов частотной декорреляции при УЗ контроле колоколов
5.6.5. Разрешение расслоения у дальней границы изделия
5.7. Выводы по разделу
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

АКФ ЧМ сигнала. При этом достигается максимальное отношение сигнал/шум. Итоговый сигнал может быть выведен на экран монитора, сохранен в виде файла.
Для более наглядного представления результатов обработки сигнала может быть вычислена его огибающая. Процедура вычисления огибающей состоит из следующих этапов. Сжатый сплит-сигнал, содержащийся в буфере, возводится в квадрат. Так как автокорреляционную функцию сплит-сигнала можно представить в виде Щ)соэ(2;гу£), то после возведения в квадрат получим:
[[/(О • соз(2л/; )]2 = + С0-^с)
2 2 (3.4)
Затем вычисляется быстрое преобразование Фурье возведенного в квадрат сигнала. В вычисленном спектре сохраняются только низкочастотные составляющие, то есть сигнал как бы проходит через фильтр нижних частот. После этого вычисляется обратное быстрое преобразование Фурье и извлекается квадратный корень из результата обработки.
Описанный выше сплит-алгоритм реализован в настоящей работе компьютерном дефектоскопе [47 - 49], подробное описание которого приводится в разделе 5.
3.5.2. Чувствительность УЗ локации изделий при использовании сплит-способа
Одно из основных свойств сплит-способа заключается в получении максимальной возможной чувствительности УЗ локации при контроле каждого конкретного изделия. На рис. 3.12, б приведены эхо-сигналы, сдвинутые на время задержки сигнала в контролируемом изделии Цад. Как правило, максимальное значение времени задержки эхо-сигнала = 1тах при УЗ эхоимпульсной локации редко превышает значение 200...500 мкс, что даже при минимальной скорости УЗ колебаний С = 2500 м/с соответствует координате дефекта 250...625мм. Для достижения однозначности результатов эхо-контроля период повторения зондирующих сигналов Тп не следует устанавливать