毕业设计论文超声无损检测系统.doc

PAGE 1.绪论 1.1无损检测概述 无损检测以不损害被检测对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件、结构间进行有效的检测和测试，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性以及某些物理性能。包括探测材料或构件中是否有缺陷，并对缺陷的形状、大小、方向、取向、分布、和内含物等情况进行判断，还能提供组织分布、应力状态以及某些机械和物理量等信息。 20世纪70年代至90年代是国际无损检测技术发展的兴旺时期，其特点是微机技术不断向无损检测领域移植和渗透，无损检测本身的新方法和新技术也不断出现，使无损检测的时期得到了很大的提高。复合材料，胶接材料，陶瓷材料以及记忆合金等功能材料的出现，为无损检测提出了新的检测课题。 常规的五大无损检测的方法有：超生检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测和渗透检测。此外还有激光全息无损检测，微波无损检测，红外无损检测等方法。 目前无损检测应用的范围十分广泛，已在机械制造、石油化工、造船、汽车、航空航天和核能等工业中被普遍采用。随着科学技术的发展，对产品质量提出了越来越高的要求，特别是产品关键零部件的质量问题所造成的事故以及巨大的经济损失，使人们更加认识到了无损检测的重要性。在工业发达的国家中，无损检测已经成为必不可少的重要工具。美国为了保持它在世界科技中的领先地位，在1979年的一次政府报告中提出了要成立六大技术中心，其中之一就是无损检测中心[1]。美国前总统里根说，如果没有先进的无损检测技术，美国就不可能享有众多领域的领先地位。可见无损检测在国民经济中的重要性。[2] 1.2超声波无损检测概述 所谓超生无损检测就是在不损害材料及构件的条件下，利用超声波来探测物体表面或内部缺陷的检测方法。超声无损检测之所以成为无损检测中的一种重要方法，是由超声波的特性决定的，超声波的特性如下: （1）超声波的指向性好； （2）超声波的穿透能力强，对一些金属材料，其穿透能力可达数米； （3）超声波的能量高 （4）遇到界面时，超声波间产生反射。折射和波形的转换 （5）对人体无害[3] 。 1.2.1超声无损检测的历史和现状 超声波的研究经历了一个漫长的历程，早在1830年，F.Savet 曾用齿轮第一次产生了24KHz的超声。1876年F.Galton用气哨产生了30KHz的超声，然而人类真正科学地开展超声波技术的研究还是从1880年J.Curie,P.Curie 发现压电效应开始的。由于海底冰山对远洋海轮有着很大的威胁，1912年有人提出利用超声波探测海底冰山的设想，1916年P.Langevin首次致力于研究水下超声波探测物体内部的缺陷和结构最早是原苏联的Sokolov于1929年提出的，并研制了第一台连续波超声波探伤仪。1931年德国人在专利中提出了工业应用方案。在第二次世界大战中，由于雷达技术和脉冲技术的发展以及战争的需要，大大促进了超声检测技术的发展。 近20年来，随着超声全息、回波频谱分析、超声探头和大规模集成电路以及计算机的迅速发展，使得数字化、图像化、智能化、自动化技术变成了研究的热点。超声检测进入了现代发展阶段。1992年10月，在巴西圣保罗召开的第十三届世界无损检测大会上，成功的展出了计算机化宽频带超声探伤仪和数字化、图像化、智能化超声探伤仪，显示了超声检测向现代化发展的进程。 现代超声检测技术中，数字化、图像化、智能化、自动化是令人瞩目的新技术，他们不仅可以实现对缺陷的定位、定性和定量的检测，而且可以使这些功能自动化、智能化，甚至可以使人眼看不见的物体内部的缺陷真实、直观的以图像的形式显示出来。由于这些新技术的发展，极大地克服了传统超声检测不直观、判伤难和无记录等不足。这也是对传统超声技术的挑战，是超声无损检测发展的必然结果。 数字化、智能化超声仪是传统超声仪和计算机结合的产物，他的主要功能是在传统超声仪的基础上，利用数字化、智能化仪器的特点，增加了对超声检测来说至关重要的记录、存储、分析的功能。它不仅使人眼的延伸，而且还可以代替或帮助人们从事检测工作，成为人的大脑和手的延伸。 图像化超声检测技术是在电视技术、计算机技术和信息技术的基础上发展起来的，经历了一个漫长的发展过程，目前，已经使用的成像技术包括：超声B、C扫描成像技术、超声显微成像技术、ALOK成像技术、SAFT成像技术、P扫描成像技术、超声全息成像技术、超声CT成像技术等。 总之，现代超声检测是具有代表性的无损检测技术，它是现代科学技术发展的产物，具有以下特点： 以计算机为核心，具有强大的数据处理能力，提高了检测效率和检测精度。 运用人工智能专家系统、人工神经网络和小波分析等现代工具，实现缺陷的定性、定位和定量检测，提高了检测的可靠性。 在不同程度上实现了自动化、数字化、图像化和智能化。提高了检测的重复性、