文档介绍：华南理工大学
硕士学位论文
基于小波理论和神经网络的超声检测信号分析与识别
姓名:罗雄彪
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:陈铁群
20050501
摘要超声定量无损检测是国际上无损检测领域研究的热点和前沿,也是无损检测的一个难题和发展方向。通过超声定量无损检测,不仅要判断出缺陷的存在与否和大致位置。还要进一步确定缺陷的类型、大小、取向和性质等。本论文主要是从信号处理分析技术和人工神经网络技术的应用这两个方面对超声定量无损检测进行研究和探讨。在超声检测信号处理分析技术成像和数据整理中,由于检测的主观性,会带来超声检测系统的不可靠性。因此,为了提高超声检测技术的可靠性,实现超声检测的定量化,本论文提出将小波包分析的信号处理技术用以超声检测,以期提高回波信号的信噪比。为了能够从超声检测回波信号特征中实现缺陷的性质分析,有效地提取缺陷信号的特征矢量,使用神经网路对缺陷进行识别分类,本论文提出了基于小波包变换分析的超声检测信号特征提取的方法,提出和定义方向基概率神经网络模型,设计了基于方向基概率神经网络的超声检测信号的分类器。以裂纹和气孔缺陷信号的特征矢量的识别分类为例,在环境下,采用编程实现了缺陷回波信号的小波包去噪和方向基概率神经网络对缺陷进行模式识别。研究结果表明:利用小波包阙值去噪,可以有效地抑制噪声干扰,大大提高了缺陷回波信号的信噪比,改善了信号特征信息的质量,提离有用信号,并且具有较高的缺陷定位精度和纵向分辨率;同时,方向基概率神经网络应用于模式识别,较方向基函数神经网络和概率神经网络,不仅在训练速度上有较大的提高,而且在分类性能上有了明显的改善,为缺陷模式分类问题的解决提供了一个有效的手段。关键词:超声无损检测;小波包变换;神经网络;模式识别
华南理工大学工学硕士学位论文.’,畉,甌,,,—,,琣:瑆瓵琲.
作者签名嘛脚作者签名:脚肖日期捌年占吵目日期:跄暾汲橙导师签名::卯妒叫恭保密口,在一年解密后适用本授权书。华南理工大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书日期:矿阞月侈日/作者签名:’楣参隍取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包本学位论文属于本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下进行研究所含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。不保密口。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉”、
第一章绪论无损检测技术概述超声无损检测技术无损检测技术【.琋且幻乓晕锢硌А⒌子学和材料科学为基础而兴起的综合性应用学科。它是在不损伤被检测对象的条件下,利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化,来探测各种工程材料、零部件、结构等内部和表面缺陷,并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化作出判断和评价。无损检测的目的在于定量评价缺陷与材料性能的关系,评价构件的允许负荷、寿命或剩余寿命;检测设备辜在制造和使用过程中产生的结构不完整性及缺陷情况,及时发现故障,以便改进制造工艺,提高产品质量,保证设备安全、高效可靠运行。无损检测一般有三种含义【浚次匏鸺觳琋⑽损检查.,和无损评价。目前所说的无损检测大多指R话憷此担琋仅仅是检测出缺陷,磘訬检测结果为判定基础,对检测对象的使用可能性进行判定,含有检查的意思:而矗篔指在掌握对象的负载条件、环境条件狭蚜ρе性げ獠牧系安全性及寿命等拢怨辜耐暾浴⒖煽啃约笆褂眯阅艿冉凶酆掀兰邸无损检测技术经历一个世纪的发展,尽管它本身并非一种生产技术,但其技术水平能反映该部门、该行业、该地区甚至该。无损检测技术所能带来的经济效益十分明显。统计资料显示,经过无损检测后的产品增值情况大致是:机械产品为ィ馈⒂詈健⒃幽懿肺ヒィ鸺ァ@如,德国奔驰公司汽车几千个零件经过无损检测后,整车运行公里数提高了一倍,大大增强了产品在国际市场的竞争能力:日本小汽车生产中%零件采用无损检测后质量迅速超过美国。德国科学家认为:无损检测技术是机械工业的四大支柱之一。可见现代工业是建立在无损检测基础上的说法并不为过超声无损检测技术琔一般是指使超声波与试件相互作用,就反射、透射和散射的波进行研究,对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征,并进而对其特定应用性进行评价的技术。作为五大常规检测技术之一,与其它常规无损检测技术相比,