【摘要】：現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)水平的不斷發(fā)展,對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量控制提出了更高的要求。作為在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用環(huán)節(jié)都獲得了廣泛利用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù),超聲探測(cè)檢測(cè)精度的提升對(duì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的控制有很大幫助。超聲探測(cè)作為能夠?qū)ξ矬w內(nèi)部特性進(jìn)行有效檢測(cè)的無(wú)損檢測(cè)手段,通過(guò)檢查接收波時(shí)延和幅度,可以得到試件內(nèi)部缺陷的位置、大小、形狀和性質(zhì)等信息。為了得到更好的檢測(cè)精度,通常采用線性調(diào)頻信號(hào)代替?zhèn)鹘y(tǒng)窄脈沖作為發(fā)射波信號(hào)。但因線性調(diào)頻信號(hào)具有較大的時(shí)寬,往往會(huì)引入直達(dá)波混疊干擾問(wèn)題。本文對(duì)超聲探測(cè)中的接收信號(hào)進(jìn)行了分析,研究了直達(dá)波信號(hào)對(duì)超聲探測(cè)結(jié)果的影響,并基于超聲探測(cè)的信道特點(diǎn),提出了一種組合自適應(yīng)濾波算法完成直達(dá)波的消除。本文的主要工作總結(jié)如下:1.基于兩個(gè)同距接收通道之間直達(dá)波成分的高度關(guān)聯(lián)性,設(shè)計(jì)了一種雙組合自適應(yīng)濾波結(jié)構(gòu):每個(gè)通道的接收信號(hào)作為自身濾波器的輸入信號(hào),同時(shí)作為另一路濾波器的參考信號(hào);選擇兩路濾波后的誤差值作為輸出,作為相應(yīng)通道消除了直達(dá)波干擾后的結(jié)果。并把上述結(jié)構(gòu)推廣到了多接收通道的場(chǎng)景中。2.基于最小均方準(zhǔn)則,給出了上述雙組合和多組合自適應(yīng)濾波結(jié)構(gòu)的性能代價(jià)函數(shù),并推導(dǎo)出了維納解和基于LMS算法的濾波系數(shù)迭代公式。并通過(guò)仿真,驗(yàn)證了算法的可行性。3.參與了實(shí)驗(yàn)室鋼軌探傷超聲實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研制,并使用本文提出的組合自適應(yīng)濾波器進(jìn)行了實(shí)際場(chǎng)景下的直達(dá)波消除實(shí)驗(yàn),取得了較好的效果。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN713;TB559
【圖文】：

0.5MHz-25MHz[17]，正是由于其機(jī)械波特性和攜帶能量大的特點(diǎn)，超聲波目前廣泛應(yīng)在無(wú)損檢測(cè)中。2.1.1 超聲波的分類超聲波有很多種類，可以根據(jù)波形在傳播過(guò)程中單一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波振動(dòng)傳方向的關(guān)系，分為橫波、縱波、表面波、蘭姆波、扭轉(zhuǎn)波等。橫波是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向垂直的聲波，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做上下振動(dòng)的同時(shí)橫波波向左右擴(kuò)散。橫波的產(chǎn)生是在剪切應(yīng)力的作用下產(chǎn)生的[18]，剪切應(yīng)力指的是質(zhì)點(diǎn)被附質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)帶動(dòng)所產(chǎn)生的力的作用[19]，因?yàn)槲镔|(zhì)密度的關(guān)系，只有固體介質(zhì)能夠受這種粒子之間力的宏觀作用[20]，因此液體和氣體介質(zhì)無(wú)法產(chǎn)生橫波。固體介質(zhì)中的個(gè)質(zhì)點(diǎn)按照某個(gè)方向振動(dòng)，帶動(dòng)附近的質(zhì)點(diǎn)作相同的運(yùn)動(dòng)，依次傳遞下去，使得波在播的過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都會(huì)在自己的平衡位置被激發(fā)做機(jī)械運(yùn)動(dòng)，形成了橫波斷向外的傳播。

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文縱波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向相同，波形通過(guò)形成粒子之間的擠壓不斷向散，因此縱波在固體、液體和氣體等介質(zhì)中都能傳播，它在超聲探測(cè)中最為常見(jiàn)。因縱波傳播能量的作用所發(fā)生的形變是拉伸應(yīng)變，在拉伸應(yīng)力的作用下，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)自己的平衡位置上以同樣的振幅和頻率振動(dòng)，并相對(duì)延遲地作用于下個(gè)質(zhì)點(diǎn)，于是之間的距離以固定的頻率時(shí)而變大時(shí)而縮小，形成疏密相間的波形。在波的傳播過(guò)，介質(zhì)會(huì)形成密部和疏部。

圖 2-2 縱波示意圖表面波是一種并不會(huì)進(jìn)入介質(zhì)內(nèi)部，而是沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ囊环N波形。在材料表質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是橢圓，在數(shù)學(xué)上橢圓振動(dòng)可以分解為傳播方向平行的縱向振播方向垂直的橫向振動(dòng)。表面波可以被看作是橫波和縱波的結(jié)合波形，因此也體中傳播。

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本文編號(hào)：2788590