[發明專利]基于小波理論的機械設備缺欠超聲檢測設備

無效

• 申請號: 200910027906.1
• 申請日: 2009-05-13
• 公開（公告）號: CN101620203A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 王杰;雷毅;陶宏錦;余圣甫;張瑞萍;焦峰;朱火燕;趙凡偉;丁煒;王晨躍
• 申請（專利權）人: 中華人民共和國南通出入境檢驗檢疫局
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 南通市永通專利事務所
• 代理人: 葛 雷

技術領域：

本發明涉及一種無損檢測中的超聲波探傷設備。

背景技術：

缺欠(Imperfection)是指對技術要求的偏離，指結構的不均勻性，不連續性。缺欠是國際焊接學會(IIW)在IIW/IIS-SST-1157-90文件中規定的專用名詞，其主要包括：①顯微組織變化，如珠光體的分解與石墨化；②腐蝕減薄，腐蝕坑的大??；③缺陷的性質(裂紋、氣孔、夾渣、疏松等)，尺寸大小等。

上述缺欠的三大主要類別，實際上也決定了缺欠的檢測要考慮三大主要方向，即組織變化、腐蝕和缺陷三個方面。超聲波是近年來無損檢測技術中研究最為活躍、發展最快。它具有靈敏度高、穿透力強、檢驗速度快、成本低和對人體無害一系列優點，廣泛應用于航空航天、鐵路、橋梁、石油、化工、電廠和礦山等各個工業部門，已成為保證產品質量、確保設備安全運行的一種重要手段。在超聲波檢測中，檢測信號的準確性是評定產品性能的一個重要依據。因此，國內外超聲波探傷儀已經從模擬型逐步發展到了數字型。但是，現有的數字型超聲波探傷儀多是將模擬輸出信號轉變為數字輸出信號，僅僅是輸出方式的轉變，而不涉及到實際檢測精度的提高。

由于超聲波傳播在界面上存在透射、反射和折射等物理特性，超聲檢測過程遇到的噪聲可分為聲學噪聲和非聲學噪聲。非聲學噪聲中經常討論的是電噪聲，聲學噪聲主要是結構噪聲。在超聲檢測中，結構噪聲對超聲波回波信號影響尤為強烈。結構噪聲是由待檢材料或結構內部的微觀結構對超聲入射波的散射引起的。因此，根據散射理論可知，散射系數既決定結構噪聲的大小，又決定結構噪聲隨時間(距離)衰減的速度。尤其在粗晶材料(例如奧氏體不銹鋼焊縫)的超聲無損檢測中，由于強烈的晶粒超聲波散射噪聲，缺陷回波湮沒在草狀和林狀雜波中，導致信噪比惡化問題更加突出，造成誤檢率和漏檢率上升，給超聲檢測的應用帶來了很大的困難。因此，超聲檢測過程中的信號降噪研究備受重視。隨著現代工業的發展，對超聲檢測技術的要求也越來越高，超聲檢測技術的研究趨勢在于向高精度、定量化和圖像化的方向發展。其目的是希望能夠為結構完整性評估提供有效的評判依據。

為了解決由于噪聲干擾使得超聲檢測的應用受到限制的難題，國內外的學者基于噪聲產生的機理進行了大量超聲降噪研究，并取得了一系列的研究成果。硬件降噪可以有效地降低超聲檢測回波中的噪聲，但是其降噪的效果存在一定的局限性。因此超聲降噪的關鍵還是回波信號處理，缺陷信號所具有的更多特征信息有待挖掘。幾十年來，超聲信號處理技術主要圍繞增強信噪比展開，包括相關技術、自適應濾波技術、時域反卷積、頻域分析和時頻分析等。這些方法都曾運用在實際操作中，并取得了一定的成果，但均存在一定的局限性。20世紀80年代提出的小波分析可以在多分辨下分解信號，被稱為“數學顯微鏡”，因此小波分析成為近幾年信號處理領域的研究熱點，許多學者將小波分析理論已經成功地應用到了語音、圖像、圖形、通信、地震、生物醫學、機械震動等領域。近幾年的研究發現，將小波分析應用到超聲波信號處理中已經取得了一定地成效。但是這些研究只是局限在將超聲波檢測信號提取出來后，應用相應的數學工具進行編程后對信號進行處理，這樣不僅耗時大，而且不適合現場使用。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種結構合理，有效提高探傷的靈敏度和測量準確性的基于小波理論的機械設備缺欠超聲檢測設備。

本發明的技術解決方案是：

一種基于小波理論的機械設備缺欠超聲檢測設備，其特征是：包括超聲波探傷儀，超聲波探傷儀與對超聲波探傷儀得到的超聲回波視頻信號進行處理的數字存儲示波器連接，數字存儲示波器通過串行通訊功能將檢測到的超聲波數據采集信號傳送到微計算機內存中，并采用以文件名的形式存入微計算機外存儲器中，由系統功能模塊對數據文件進行處理；所述系統功能模塊包括對導入的文件進行降噪處理的小波降噪處理程序模塊、對導入的文件進行一維連續小波分析的一維連續小波分析程序模塊、對導入的文件進行連續復小波分析的連續復小波分析程序模塊、對導入的文件進行一維離散小波分析的一維離散小波分析程序模塊、對導入的文件進行離散平穩小波分析的離散平穩小波分析程序模塊；系統功能模塊與對經系統功能模塊處理的信號進行等效量化處理的等效量化處理模塊連接，等效量化處理模塊與進行安全性能評估和計算剩余壽命的安全評定模塊連接。