一、超声相控阵探头和设备特性参数分析（论文文献综述）
安杰,王珠林[1]（2021）在《汽轮机转子叶片根部超声相控阵检验应用与分析》文中认为由于汽轮机转子叶片运行工况复杂多变,极易在根部产生裂纹等危害性缺陷,对超声检验的专业性、安全性、稳定性及便捷性等提出了更高的要求。如何发现超声检验中的不足并加以改进,使之能更好地适应现场检查成为被关注的议题。简单介绍超声相控阵检验技术工作原理,重点对检验工艺和检验器材的选定、超声相控阵检验工艺和检验过程中问题等进行详细论述,并针对存在的问题提出改进建议。最终确定的相控阵检验技术在现场实际应用中发现了重大危害性裂纹缺陷,可在核电无损检验领域进行推广。
刘磊[2]（2021）在《直导线型EMAT阵列相控合成辐射声场特性研究》文中研究表明全铝发动机以其质量轻,油耗少,散热性好而着称,但由于材料铝耐腐蚀性及强度差很容易导致缸体内部产生腐蚀性缺陷,而发动机作为全车的核心部分,其性能的好坏直接决定着汽车整体的安全性,因此如何对发动机内部缺陷进行评估成为一个难题。压电超声相控阵无损检测技术虽然是检测发动机缸体内部缺陷的一种有效手段,但其应用范围受耦合剂限制,而EMAT无损检测技术无需使用耦合剂这一技术优势恰好补充了压电超声相控阵的技术空白,但其缺点是单一线圈换能效率很低。将EMAT与超声相控阵相结合后的EMAT相控阵无损检测技术同时兼备了这两种检测技术的优点,发展前景更为广阔。本文主要针对EMAT相控阵辐射声场理论进行研究,将EMAT换能原理与压电超声相控阵声束控制原理相结合,建立了EMAT相控阵时域与频域模型并对其辐射声场理论部分进行了研究。建立EMAT相控阵时域模型,仿真模拟了EMAT相控阵超声波激发及传播的整体过程。建立EMAT相控阵频域模型:将EMAT换能原理与超声相控阵声束偏转原理相结合,建立EMAT相控阵声束偏转模型,研究分析了声束偏转角、激励电流频率、阵元宽度、阵元间距对其辐射声场的影响;将EMAT换能原理与超声相控阵声束聚焦原理相结合,建立EMAT相控阵声束聚焦模型,研究分析了激励电流频率、阵元宽度、阵元间距、阵元数量对其辐射声场的影响;将EMAT换能原理与超声相控阵声束聚焦偏转原理相结合,建立EMAT相控阵声束聚焦偏转模型,研究分析了声束偏转角对其辐射声场的影响。分析三种不同声束合成辐射声场随EMAT相控阵主要参数变化规律,确定EMAT相控阵主要参数选择范围,为换能器设计提供了理论指导。
曹弘毅[3]（2021）在《碳纤维复合材料超声相控阵无损检测技术研究》文中指出碳纤维复合材料作为一种高性能新材料,具有比强度高、比刚度大、耐腐蚀、可设计性好等优点,可满足特殊结构所需的轻质、高强、重载等要求,在航空航天、轨道交通等领域获得了广泛应用。复合材料结构设计及制造工艺复杂,在制造过程中容易出现制造缺陷,此外,由于基体本征脆性和层间强度相对较弱,在受外界冲击载荷作用时容易产生冲击损伤。制造缺陷和冲击损伤会降低复合材料结构件的残余强度和使用寿命,导致结构整体失效或其它灾难性后果。无损检测与评估技术能够提供复合材料内部损伤的特征信息,是对制造缺陷和冲击损伤进行定性分析与定量评估的有效手段。超声相控阵技术作为一种常用的无损检测技术,具有分辨力高、准确度高和对复杂结构件适用性好等优势,在复合材料无损检测领域受到越来越多的关注。本文针对碳纤维复合材料制造缺陷和冲击损伤的准确检测与评估问题,开展了超声相控阵无损检测技术的声场建模方法、超声信号处理方法和超声三维可视化成像方法研究,并进行了典型分层缺陷和冲击损伤的实验测试验证,主要研究内容包括:（1）超声相控阵声场模型构建及声场特性分析。首先,针对超声相控阵固固界面条件下的声场建模问题,基于瑞利积分方法,建立了超声相控阵多点源三维声场模型。然后,通过模型仿真对声场特性进行可视化分析,研究了激活孔径、聚焦深度对声场聚焦深度、声场聚焦区域、主声轴能量等声束聚焦特征的影响。最后,提出了一种基于声场模型的检测参数优化方法,并对该方法进行实验验证。（2）基于HHT的超声信号处理方法研究。针对超声回波到达时间的准确计算问题,提出了一种基于希尔伯特-黄变换（HHT）的自适应超声信号时频分析方法。首先对超声信号进行经验模态分解,通过筛选最优本征模态函数,实现了信号去噪与有效特征提取,利用Hilbert变换获取的重构信号包络来实现超声回波到达时间的计算。通过对加噪超声仿真信号到达时间的计算,验证了所提方法的准确性及抗干扰能力。（3）基于缺陷深度信息的超声三维可视化成像方法研究。针对超声信号缺陷回波的准确识别问题,提出了一种基于类间方差的自适应信号阈值确定方法,实现了缺陷回波的自适应识别。在研究超声回波到达时间计算方法和缺陷回波识别方法的基础上,提出了一种基于缺陷深度的超声三维可视化成像方法,实现了缺陷空间特征的三维展示和智能化评估。对分层缺陷标准试样超声相控阵检测结果进行三维可视化表征,并对分层缺陷进行定量评估,验证了所提方法的可行性与准确性。（4）碳纤维复合材料层压板低速冲击损伤特性研究。针对复合材料层压板冲击损伤特征的准确识别问题,利用超声相控阵无损检测方法,结合超声C扫图像、S扫图像与三维可视化图像,对低速冲击损伤特征及扩展方式进行研究。分析了冲头直径对冲击响应参数、表面损伤特征和内部损伤特征的影响,并对三者之间的相关性进行研究,建立了不同冲击参数下吸收能量、凹坑深度及损伤面积之间的关联模型。论文研究进一步优化了超声相控阵无损检测技术与方法,实现了复合材料内部缺陷和损伤特征的智能化识别,提高了无损检测与评估的准确度和效率,对复合材料结构件生产工艺优化及运行安全保障具有重大工程实用价值。
姚靖[4]（2021）在《基于超声相控阵低秩矩阵恢复的钢轨缺陷检测方法研究》文中认为随着我国城市轨道交通的快速发展,截至2020年底,高铁的总里程已经接近四万公里,预计从2020年到2035年,高铁的总里程将会进一步增加至七万公里。钢轨在使用过程中,必定会产生磨损和缺陷,所以需要无损检测技术对钢轨质量进行评估。然而在轨道基数如果巨大的情况下,对无损检测技术的准确性和快速性提出了相应的要求。超声相控阵无损检测方法由于其不需要移动探头就可实现声束可偏转和聚焦的特性,正逐步替代传统的常规超声检测。本文以超声相控阵无损检测方法为基础,阐述了超声相控阵无损检测方法的国内外研究现状,解释了超声相控阵钢轨缺陷检测的原理。本文提出了基于超声相控阵低秩矩阵恢复的钢轨缺陷检测方法,将超声相控阵前端探头采样时间缩短,配合后端数据低秩矩阵恢复的方法,有效地减小了数据采集量提升了超声相控阵钢轨缺陷检测速率。本文主要的研究内容如下:（1）基于超声相控阵声束偏转延迟法则和聚焦延迟法则的数学公式计算,研究了如何控制超声相控阵声束经超声相控阵楔块传播在钢轨中进行偏转和聚焦,对超声相控阵在钢轨中的声场进行了仿真,验证了声束偏转和聚焦的效果。对钢轨中的缺陷检测进行了CIVA仿真,验证了超声相控阵对钢轨缺陷的可监测性。（2）研究分析了局限超声相控阵钢轨缺陷检测速率的原因,提出了物理前端探头减少采样后端数据进行低秩矩阵恢复的钢轨检测方法,设计了基于低秩矩阵恢复的超声相控阵钢轨缺陷检测系统,实现了该方法的功能。（3）将基于稀疏矩阵恢复的超声相控阵钢轨缺陷检测系统在B型便携式相控阵试块和标准伤钢轨上进行了实验验证,在相应的超声相控阵探头差分采样的方式下,能够实现缺陷的检出和相应的物理信息分析。
刘嘉俊[5]（2020）在《高信噪比CMUT阵列的研发》文中指出超声技术被广泛应用于生物医疗、军事防御、机器人触觉等众多领域中,而超声换能器是实现声电信号转换的关键部件,得到了快速发展。基于MEMS（Micro-Electro-Mechanical System,微机电系统）工艺技术的CMUT（Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer,电容式微机械超声换能器）相较传统压电超声换能器而言,具有频带宽,介质阻抗匹配性好,易于阵列化,与传统IC工艺兼容等优势,具有重要的科研价值和现实意义。国内关于CMUT的研究起步较晚,尚未形成较完备的技术积累。且由于MEMS工艺尚未形成标准化体系,工艺的可靠性不佳;各研究机构使用的设备参数迥异,参考借鉴价值有限,相关研究进展比较缓慢。为推进CMUT研发进程,本文提出一种CMOS-MEMS融合的工艺流程,具体研究内容如下:（1）建立了CMUT力学模型,并对其薄膜形变、吸合位移进行分析。为适应空气耦合的工作状态,需要降低CMUT的特征频率。为在有限面积内有效降低特征频率,提出一种三悬臂梁承托圆盘式的CMUT结构。为解决薄膜上下电极塌陷的问题,在此之间添加一个中央立柱,设计的立柱将会在后续工艺中被移除,重现CMUT原始的振膜结构。（2）建立了CMUT单元的有限元仿真模型。通过频率响应分析,确定三悬臂梁式承托圆形薄膜式CMUT的特征频率为200kHz。通过稳态分析,确定其吸合电压小于20V。通过固有模态和吸合电压仿真分析,发现一阶特征频率以及吸合位移与理论分析一致。此外,建立了适用于多人协同工作,提升仿真效率的实时调参APP,并通过了web端测试。（3）对CMUT及其阵列进行了声场仿真分析。通过换能器自收发超声回波分析,确定了圆形薄膜中央小孔的半径。对CMUT阵列进行了声束聚焦和偏转分析,并使用了幅度变迹函数抑制了声束旁瓣。针对图像信噪比的提升,基于ZYNQ-7010平台,设计了多路相控发射电路系统,其最小时延分辨率达到2.5ns。（4）对设计的CMUT进行了0.18um制程CMOS工艺的流片,并做了MEMS工艺后加工,加工完成的芯片通过wire-bonding连接到测试PCB板中。对CMUT进行了阻抗分析测试和形貌测试。根据测试结果分析了器件失效类型。
郑贵志[6]（2020）在《基于超声相控阵异型焊缝结构检测工艺参数的优化研究》文中进行了进一步梳理焊接技术被广泛应用于石油化工,压力容器,核电等机械工业领域,随着工业技术进一步发展,出现越来越多的异型结构焊缝,超声相控阵检测技术凭借灵活的波束偏转和聚焦优势,应用于异型焊缝检测。由于特殊焊缝的内部结构复杂型,面临检测图谱成像质量差,缺陷识别定位困难等问题,选择最优的检测工艺参数提高缺陷图谱成像分辨率成为研究重点,因此本文针对异型焊缝缺陷成像分辨率进行了超声相控阵检测工艺参数的优化,具体研究内容如下:（1）根据待测试块的结构特点,结合CIVA仿真软件,设计异型焊缝试块的三维模型。根据M2M公司生产的便携式超声相控阵检测仪构建实验平台,研究分析仿真检测与试验检测的C扫图以及扇扫图,基于-6dB法测长原则,对缺陷的长度、大小、位置进行定量分析,以此确定了仿真建模的可靠型。（2）仿真研究不同检测工艺参数对声束在聚焦点处的焦宽和焦深的影响,以晶片数量、探头频率、焦距作为独立变量,波峰波谷幅值差为响应量对试块进行仿真,研究分析单个因素对超声相控阵检测图谱成像分辨率的影响。为超声相控阵检测参数优化提供了理论依据和数据。（3）结合仿真检测数据,基于Design Expert 10.04软件,构建多参数耦合统计学模型,12组CIVA超声仿真检测数据构成的析因试验,分析了影响缺陷成像分辨率的显着性超声相控阵检测工艺参数,分析了检测工艺参数是否存在耦合影响。采用Box-Behnken设计法,得到三元二次回归方程,对模型进行方差分析,结合检测工艺参数对波峰波谷幅值差影响的响应面图和等高线图进一步分析,实现探头频率、晶片数量、焦距检测工艺参数的优化。（4）对优化后的耦合检测工艺参数进行仿真试验验证,当横向分辨率最大即波峰波谷幅值差达到最大时,研究结果:最终确定优化后的晶片数量为44、探头频率15MHz、焦距为40mm。仿真结果的最大波峰与波谷幅值差差距0.144dB,以此说明优化后的超声相控阵检测工艺参数有最好成像分辨率。（5）搭建超声相控阵检测试验平台进行3组试验,根据得到的三元二次拟合回归模型得到3组不同的波峰波谷幅值差。通过对比扇形扫查中产生的A扫图,对比试验和拟合模型的波峰波谷幅值差,证明统计学模型的合理性及优化参数的可靠性。论文的研究结果对进一步研究异型焊缝缺陷图谱成像分辨率提供了一定的指导意义。
张雪琴[7]（2020）在《基于ANSYS的超声相控阵探头的声场仿真研究》文中研究指明超声相控阵检测技术通过电子技术控制探头阵元的相对延时激发,使声束具有偏转、聚焦和偏转聚焦的能力,利用其特点能有效的提升声场的检测灵敏度和分辨力,但是超声相控阵探头参数的不同会对声场造成很大的影响,从而影响声场的检测灵敏度和分辨力,因此超声相控阵探头的声场是值得研究的问题。利用ANSYS软件建立Q235钢板中的超声相控阵探头的声场有限元模型,并对其进行仿真模拟,不但能节约研究成本和时间,还能方便对检测声场的直观理解,同时也为实际检测的预测、探头选型和检测结果分析提供参考依据,具有重要的应用价值。本文基于超声相控阵基本原理,以Q235钢板为研究对象,建立完整的超声相控阵探头的声场和含有圆孔缺陷的检测声场的有限元模型,据此分析超声相控阵探头声场的分布特征,总结超声相控阵探头几何参数和聚焦深度对检测声场的影响,从而提出对于检测不同深度缺陷探头的选用准则。主要研究内容包括:第一,利用ANSYS仿真软件建立Q235钢板中的超声相控阵探头的声场有限元模型并进行了仿真模拟,同时借助MATLAB软件对仿真结果进行数据处理得到各模型的聚焦声场云图,直观的理解超声相控阵探头的声场特征。第二,利用ANSYS软件对含有圆孔缺陷的Q235钢板中的超声相控阵探头的声场进行了仿真模拟,总结了处于近场区域离检测表面不同位置缺陷的探头选用准则。最后,利用ANSYS软件对圆孔缺陷处于近场区内、近场长度处和远场区三种不同深度的模型进行了仿真模拟,结合实际检测中常用的聚焦法则和实验验证,对焦点位置的选择提出了建议。研究结果表明,超声相控阵探头的多种参数都会对声场的检测指标造成复杂的影响,例如阵元数目增多能提升检测灵敏度和分辨力,但会使检测区域减小。对处于不同位置的缺陷进行检测,需要选择不同参数的探头,同时焦点位置的选择也是在检测中值得考虑的重要问题。对于处在近场区域并且离检测表面较近的缺陷,将焦点设置在近场区域内,采用阵元数目为32、阵元间距较小的高频探头,可以提高缺陷的检出率和检测效率;对于处在近场区域并且离检测表面较远的缺陷,依旧选用近场焦点,采用阵元数目为64、阵元间距和阵元宽度较大的中频探头,可以达到检测灵敏度和分辨力的要求;对于跨越近场和远场区域的缺陷,综合考虑灵敏度、分辨力和定量误差,建议将焦点设置在探头的实际近场长度位置;对于处在远场区域的缺陷,将焦点设置在待检测目标处是较好的选择。
乌彦全[8]（2019）在《薄壁曲面钛合金惯性摩擦焊缝质量超声相控阵检测研究》文中进行了进一步梳理目前,压气机盘鼓组件的焊接是降低航空发动机重量,提高推重比的重要方法之一,其中惯性摩擦焊接质量要高于电子束焊接,已普遍应用于先进航空发动机转子组件的焊接制造。惯性摩擦焊作为一种先进的固相连接技术,当焊接工艺参数发生波动或工件端面处理不良时,界面依然会产生微裂纹、“冷焊”或弥散分布的氧化物夹渣等缺陷,并沿着界面分布,具有较小的声波反射面积。此外,焊缝区为曲面结构,轴向空间狭窄且存在台阶,给超声检测带来了更大困难。超声相控阵检测的可偏转聚焦声束能量高,对惯性摩擦焊缝微裂纹及氧化物夹渣缺陷具有更高的灵敏度,适合于压气机组件曲面焊缝的接触式探伤,但没有合适的试块、耦合楔块、阵列探头及检测工艺。因此,本文针对TA19钛合金压气机组件的惯性摩擦焊缝进行了超声相控阵检测研究。根据超声相控阵检测前的声速、楔块延迟及TCG等参数校准工作需要,并结合标准试块及待检测工件的结构特点,设计了带有直径1mm盲孔及半径分别为20mm和40mm弧形槽的TA19钛合金校准试块;根据压气机组件惯性摩擦焊缝处结构特点并结合航空工业标准设计了超声检测对比试块,用于实际检测前的工艺参数的筛选。压气机组件惯性摩擦焊缝区壁厚较薄,空间狭窄且存在台阶,限制了常规耦合楔块及阵列探头的应用。根据焊缝区结构特点选择了理想的探头安放位置,基于探头安放位置外径、轴向长度及检测波形设计了曲面耦合楔块和阵列探头,并模拟了声束在工件内的传播路径,研究显示在30°60°的扇形扫描角度范围内声束能够完全覆盖整个焊缝,且结构反射回波较为简单。超声相控阵检测工艺参数包括检测频率、灵敏度、阵列孔径、扫查角度范围及角度步进值、聚焦深度及激发脉冲电压,为提高惯性摩擦焊缝上微小缺陷的检测灵敏度,声束步进角度、聚焦深度及激发脉冲电压等参数均取最佳值。基于设计好的校准试块、对比试块、曲面耦合楔块及相控阵探头研究了频率、灵敏度、阵列孔径及扫查角度等工艺参数变化对矩形槽缺陷检测结果的影响,研究表明频率7.5MHz、灵敏度33dB、阵列孔径16及扇形扫查角度为30o54o的工艺参数能够获得良好的检测效果,人工缺陷测量高度为0.9mm,反射波高为37%。
方龙宇[9]（2019）在《基于FPGA的128通道超声相控阵数字控制模块设计》文中认为超声相控阵探伤技术是无损检测技术中的一个重要分支,被广泛应用于工业探伤、医学超声检查等领域。论文完成了128通道高集成度超声相控阵硬件系统电路设计和基于FPGA的数字控制模块设计,并对设计的数字控制模块进行了仿真和测试。论文具体工作内容及主要成果如下:研究了超声波探伤技术和超声相控阵的基本原理,推导了超声相控阵在声束偏转和聚焦情况下阵元延时时间的计算公式,研究了超声相控阵孔径大小对探伤效果的影响,介绍了超声相控阵中的两种基本扫查方式即线扫和扇扫。采用全集成方案完成了高集成度128通道超声相控阵系统硬件电路的设计,针对可能出现的信号和电源完整性问题如反射、串扰、电源轨道塌陷等做出PCB设计优化,提出阻抗控制要求并定制了PCB叠层结构,基于HyperLynx仿真软件完成整块PCB板卡的设计。完成整个FPGA数字控制模块设计,包括FPGA整体功能模块划分、跨时钟域信号处理、1.25 ns高精度发射延时算法设计、AFE5832模块控制、声束合成算法设计、数据传输及缓存模块设计等,针对AFE5832模块的控制设计了SPI配置流程、LVDS时钟相位延时校准算法和数据接收模块。完成FPGA数字控制模块各模块的仿真和测试,包括发射延时精度仿真、AFE5832接收模块SPI配置及数据接收仿真、声束合成模块仿真等,最后编写测试上位机软件,在一块旧板卡上完成对数据传输及缓存模块的测试。仿真及测试结果表明,论文所设计的FPGA数字控制模块逻辑正确,数据传输及缓存模块工作稳定可靠。
郑辉[10]（2019）在《大跨度桥梁波形钢腹板焊缝质量超声相控阵检测技术的研究》文中提出波形钢腹板组合箱梁结构作为新型大跨度桥梁的核心支撑构件,代替了传统的混凝土箱梁结构,其在强度、重量、跨度、适用性和运输制造等方面都有非常明显的优势。但是由于它独特的结构设计,也使得在质量检测和评价方面遇到了困难,其焊缝平曲面相对接的焊接方式,所造成的焊缝焊接缺陷在传统的无损检测领域并没有一种行之有效的检测方法。为解决这个难题本文提出使用超声相控阵检测技术对波形钢腹板T型焊缝缺陷进行研究,超声相控阵技术以其先进的检测方法和理念,在常规T型焊缝领域的检测已验证了其对焊缝缺陷检测的巨大优势。本文首先主要介绍了波形钢腹板焊缝缺陷产生的原因及类型,以及常用的检测方法及其优缺点。阐述了波形钢腹板设计制作的国内外研究发展历程,以及针对该缺陷检测的国内外现状,详细介绍了超声相控阵在T型焊缝领域的优势以及国内外研究现状及进展。结合超声相控阵的基础理论与声场特性,对当前主要的超声相控阵探头阵列类别和各项参数进行了介绍。然后通过模拟仿真变换组成探头的各成分参数,分析研究各参数的变化对超声相控阵声场特性的影响。接着采用Wave2000/3000有限元差分仿真软件和实验室检测设备对波腹板T型焊缝从仿真和实验两部分着手进行研究,主要包括:（1）通过建立波腹板T型焊缝平面和曲面仿真实验模型进行常规超声检测仿真实验,为超声相控阵检测进行探索和提供参考依据,优化得到最佳的常规超声检测晶片尺寸12mm、检测频率为2.5MHz、楔块角度为45度。（2）建立超声相控阵波腹板T型焊缝平面和曲面参数优化仿真实验模型,结合常规超声得到的参数进行超声相控阵检测仿真实验,得出平曲面各项参数基本一致,优化得到最佳的超声相控阵检测阵元数为32、阵元频率5MHz、楔块角度平面45度曲面60度、阵元宽度0.2mm、聚焦深度12mm、阵元间隙对检测无明显影响。（3）结合仿真实验得到的最佳参数,搭建实验检测平台对制作的波形钢腹板试样及各种人工缺陷进行常规超声检测及相控阵超声检测实验,对检测结果进行数据分析,得出采用超声相控阵检测技术对波形钢腹板T型焊接接头的人工缺陷进行定位和定量及可操作性可靠性皆优于常规超声检测技术。最后结合波形钢腹板常规超声相控阵检测实验中的耦合接触面少的问题提出针对此结构的相控阵探头改进设计研究,主要是基于声透镜的原理结合波腹板T焊缝的实际特点,先以曲面自聚焦探头的仿真实验作为探索,在此基础之上进行了软膜超声相控阵聚焦探头的仿真实验,得到了软膜超声相控阵聚焦探头各项最佳参数,然后对此软膜超声相控阵聚焦探头进行加工与制作,并在波腹板T型焊缝试块上对设计出的软膜探头进行实验测试,得出此软膜超声相控阵探头对缺陷的检测结果与预置的缺陷参数基本相符,平曲面的转换当量差在检测误差允许范围之内。这表明在平曲面检测转换过程中此改进探头不用重新聚焦,其检测结果与实际参数相符,其速度更快实用性与可靠性更好。
二、超声相控阵探头和设备特性参数分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、超声相控阵探头和设备特性参数分析（论文提纲范文）
（1）汽轮机转子叶片根部超声相控阵检验应用与分析（论文提纲范文）
| 0 前言 |
| 1 检验对象的工作环境及缺陷产生特点 |
| 1.1 工作环境 |
| 1.2 缺陷产生特点 |
| 2 检验工艺和检验器材的选定 |
| 2.1 超声检验方法及工艺的选择 |
| 2.2 探头的选择 |
| 2.3 试块的选择 |
| 2.3.1 标准试块 |
| 2.3.2 参考试块 |
| 2.4 扫查方式的选择 |
| 2.4.1 扫查方式1 |
| 2.4.2 扫查方式2 |
| 2.4.3 扫查方式3 |
| 2.4.4 扫查方式4 |
| 2.4.5 扫查方式5 |
| 2.4.6 扫查方式6 |
| 3 超声相控阵检验 |
| 3.1 检验准备 |
| 3.2 检验实施 |
| 3.2.1 仪器的性能测试 |
| 3.2.2 灵敏度的设置 |
| 3.2.3 叶片叶根检验 |
| (1) 前期准备 |
| (2)检验系统标定 |
| (3) 扫查 |
| (4) 灵敏度校验 |
| (5) 显示分析 |
| ①幅度 |
| ②位置 |
| ③尺寸 |
| ④显示信号分析 |
| (6) 后处理及复检 |
| 3.2.4 叶片裂纹显示信号及实际照片 |
| 4 检验过程中问题分析 |
| 4.1 缺陷准确定位和尺寸测量问题分析及改进 |
| (1)存在问题 |
| (2)改进措施 |
| 4.2 结构显示与缺陷显示区分问题分析及改进 |
| (1)存在问题 |
| (2)改进措施 |
| 4.3 “盲区”问题分析及改进 |
| (1)存在问题 |
| (2)改进措施 |
| 4.4 疲劳问题分析及改进 |
| (1)存在问题 |
| (2)改进措施 |
| 4.5 后处理问题分析及改进 |
| (1)存在问题 |
| (2)改进措施 |
| 5 未来研究方向 |
| 5.1 自动(或半自动)方向 |
| 5.2 在位检查 |
| 6 结论 |
（2）直导线型EMAT阵列相控合成辐射声场特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 课题国内外研究现状 |
| 1.3.1 压电超声相控阵检测技术国内外研究现状 |
| 1.3.2 电磁超声检测技术国内外研究现状 |
| 1.3.3 电磁超声相控阵检测技术国内外研究现状 |
| 1.4 论文主要研究的内容 |
| 2 电磁超声及相控阵原理简介 |
| 2.1 电磁超声检测概述 |
| 2.1.1 EMAT基本结构介绍 |
| 2.1.2 EMAT基本原理介绍 |
| 2.2 超声相控阵声束控制原理介绍 |
| 2.2.1 声束偏转延时法则 |
| 2.2.2 声束聚焦延时法则 |
| 2.2.3 声束聚焦偏转延时法则 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 直导线型EMAT相控阵建模与仿真分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 直导线型EMAT建模与仿真分析 |
| 3.1.1 COMSOL仿真软件介绍 |
| 3.1.2 直导线型EMAT时域模型仿真分析 |
| 3.3 直导线型 EMAT 相控阵模型仿真分析 |
| 3.3.1 声束偏转控制延时时间计算 |
| 3.3.2 直导线型 EMAT 相控阵时域仿真建模分析 |
| 3.3.3 直导线型 EMAT 相控阵频域模型仿真分析 |
| 3.4 EMAT相控阵辐射声场评价方法 |
| 3.4.1 相控阵辐射声场理论 |
| 3.4.2 EMAT相控阵辐射声场评价方法 |
| 3.5 EMAT相控阵模型验证 |
| 3.5.1 固体力学模型介绍 |
| 3.5.2 频域模型验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 EMAT相控阵偏转辐射声场研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同声束偏转角度 EMAT 相控阵偏转辐射声场特性 |
| 4.3 不同激励电流频率 EMAT 相控阵偏转辐射声场特性 |
| 4.4 不同阵元宽度 EMAT 相控阵偏转辐射声场特性 |
| 4.5 不同阵元间距 EMAT 相控阵偏转辐射声场特性 |
| 4.6 EMAT相控阵声束偏转控制设计参数选取方法 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 EMAT相控阵聚焦辐射声场研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同激励电流频率 EMAT 相控阵聚焦辐射声场特性 |
| 5.3 不同阵元宽度 EMAT 相控阵聚焦辐射声场特性 |
| 5.4 不同阵元间距 EMAT 相控阵聚焦辐射声场特性 |
| 5.5 不同阵元数目 EMAT 相控阵聚焦辐射声场特性 |
| 5.6 不同声束偏转角度 EMAT 相控阵聚焦辐射声场特性 |
| 5.7 EMAT相控阵声束聚焦控制设计参数选取方法 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 工作不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）碳纤维复合材料超声相控阵无损检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 复合材料无损检测方法 |
| 1.2.2 超声相控阵声场建模方法 |
| 1.2.3 超声信号处理方法 |
| 1.2.4 超声三维可视化成像方法 |
| 1.2.5 复合材料层压板低速冲击损伤研究 |
| 1.3 主要研究内容及创新点 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 本文创新点 |
| 第2章 超声相控阵声场建模及仿真分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超声相控阵检测原理 |
| 2.3 超声相控阵三维声场模型 |
| 2.3.1 单阵元声场模型 |
| 2.3.2 阵列延时法则 |
| 2.3.3 相控阵声场模型 |
| 2.4 超声相控阵声场特性分析 |
| 2.4.1 相控阵声场仿真 |
| 2.4.2 聚焦深度分析 |
| 2.4.3 聚焦区域分析 |
| 2.4.4 主声轴幅值分析 |
| 2.5 基于声场仿真的检测参数优化方法 |
| 2.5.1 检测参数优化方法 |
| 2.5.2 实验验证 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 基于HHT的超声信号处理方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超声回波到达时间计算方法 |
| 3.2.1 经验模态分解方法 |
| 3.2.2 基于Hilbert变换的信号包络分析方法 |
| 3.2.3 基于模糊熵的信号复杂度评估方法 |
| 3.2.4 超声回波到达时间计算方法 |
| 3.3 仿真验证 |
| 3.3.1 高斯回波模型 |
| 3.3.2 仿真信号处理与分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 超声相控阵三维可视化成像方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超声相控阵三维可视化成像方法 |
| 4.2.1 超声检测信号缺陷回波识别方法 |
| 4.2.2 基于深度信息的超声三维可视化成像方法 |
| 4.3 超声相控阵检测数据处理与分析 |
| 4.3.1 分层缺陷试样制备 |
| 4.3.2 超声相控阵检测数据采集 |
| 4.3.3 实验信号处理与分析 |
| 4.4 分层缺陷三维可视化表征与分析 |
| 4.4.1 分层缺陷三维可视化表征 |
| 4.4.2 分层缺陷定量评估 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 碳纤维复合材料层压板低速冲击损伤特征研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合材料层压板低速冲击实验 |
| 5.2.1 复合材料层压板试样制备 |
| 5.2.2 落锤低速冲击试验 |
| 5.2.3 超声相控阵无损检测方法 |
| 5.3 低速冲击响应参数分析 |
| 5.3.1 冲击力-时间 |
| 5.3.2 冲击力-位移 |
| 5.3.3 吸收能量 |
| 5.4 表面冲击损伤特征分析 |
| 5.5 内部冲击损伤特征分析 |
| 5.5.1 冲击损伤C扫图像 |
| 5.5.2 冲击损伤S扫图像 |
| 5.5.3 冲击损伤三维可视化图像 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）基于超声相控阵低秩矩阵恢复的钢轨缺陷检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.2 超声相控阵检测方法国外研究现状 |
| 1.3 超声相控阵检测方法国内研究现状 |
| 1.4 钢轨探伤车发展概述 |
| 1.5 本论文的工作内容及创新点 |
| 1.6 本论文的结构安排 |
| 第二章 超声相控阵钢轨缺陷检测技术 |
| 2.1 超声相控阵检测原理 |
| 2.1.1 超声波钢轨传播机理 |
| 2.1.2 超声波钢轨检测楔块 |
| 2.2 超声相控阵波束在钢轨中的偏转和聚焦 |
| 2.2.1 超声相控阵波速偏转和聚焦原理 |
| 2.2.2 超声相控阵声束在钢轨内偏转和聚焦延时法则的分析与计算 |
| 2.3 超声相控阵在钢轨中的声场仿真分析 |
| 2.4 超声钢轨相控阵成像原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 超声相控阵钢轨缺陷检测系统研发 |
| 3.1 基于钢轨缺陷检测的超声相控阵CIVA仿真 |
| 3.1.1 超声仿真软件CIVA介绍 |
| 3.1.2 钢轨缺陷检测的超声相控阵CIVA仿真 |
| 3.2 低秩矩阵恢复方法与超声相控阵钢轨缺陷检测方法结合 |
| 3.2.1 低秩矩阵恢复原理分析 |
| 3.2.2 基于超声相控阵低秩矩阵恢复的钢轨缺陷检测方法 |
| 3.3 基于超声相控阵低秩矩阵恢复的钢轨缺陷检测系统框架设计 |
| 3.3.1 缺陷检测系统的硬件设计 |
| 3.3.2 缺陷检测系统的软件设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 钢轨缺陷检测系统实验结果与分析 |
| 4.1 钢轨缺陷检测系统流程图介绍 |
| 4.2 钢轨缺陷检测系统标准试块实验验证 |
| 4.2.1 B型便携式相控阵试块介绍 |
| 4.2.2 B型便携式相控阵试块检测 |
| 4.2.3 B型便携式相控阵试块实验分析 |
| 4.3 钢轨缺陷检测系统钢轨缺陷实验验证 |
| 4.3.1 钢轨缺陷检测的实验环境介绍 |
| 4.3.2 钢轨缺陷检测的实验验证 |
| 4.3.3 钢轨缺陷检测的分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（5）高信噪比CMUT阵列的研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超声换能器背景 |
| 1.2 CMUT简介 |
| 1.3 CMUT工作原理 |
| 1.4 有限元分析方法 |
| 1.5 Field Ⅱ声场仿真分析方法 |
| 1.5.1 Field Ⅱ理论基础 |
| 1.5.2 Field Ⅱ函数使用方法 |
| 1.6 国内外研究概况 |
| 1.6.1 国际研究状况 |
| 1.6.2 国内研究状况 |
| 1.7 本文的创新点及章节安排 |
| 1.7.1 创新点 |
| 1.7.2 章节安排 |
| 第2章 CMUT理论分析及其设计参数确定 |
| 2.1 CMUT薄膜形变 |
| 2.2 CMUT吸合位移 |
| 2.3 CMUT设计指标阐述 |
| 2.4 CMUT设计参数的确定 |
| 2.4.1 确定各层材料 |
| 2.4.2 确定换能器形状 |
| 2.4.2.1 圆形换能器的指向性 |
| 2.4.2.2 方形换能器的指向性 |
| 2.4.2.3 换能器形状的选择 |
| 2.4.3 确定换能器尺寸及阵元间距 |
| 2.4.3.1 换能器阵列的数量 |
| 2.4.3.2 换能器阵列的阵元间距 |
| 2.5 CMUT换能器的特征频率:确定换能器的最终形貌 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 CMUT三维建模及仿真分析 |
| 3.1 模型建立 |
| 3.2 CMUT的频率响应 |
| 3.3 CMUT的稳态分析 |
| 3.4 CMUT的固有模态 |
| 3.5 CMUT吸合电压 |
| 3.6 CMUT疲劳仿真 |
| 3.6.1 疲劳理论 |
| 3.6.2 CMUT结构疲劳分析 |
| 3.7 建立CMUT调参app |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 CMUT的声场仿真与特性分析 |
| 4.1 带孔CMUT的仿真 |
| 4.1.1 带孔CMUT在 Field Ⅱ中的实现 |
| 4.1.2 带孔CMUT的参数比较 |
| 4.2 CMUT阵列声场仿真 |
| 4.3 幅度变迹 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 CMUT相控发射电路 |
| 5.1 建立超声相控阵以提升系统信噪比 |
| 5.2 超声相控系统的设计基础 |
| 5.2.1 超声相控原理 |
| 5.2.2 获取相控单元延迟参数 |
| 5.3 在ZYNQ-7010中涉及的两个主要模块 |
| 5.3.1 用于连接FPGA和 ARM |
| 5.3.2 锁相环 |
| 5.4 超声相控发射系统的实现 |
| 5.4.1 burst信号的生成 |
| 5.4.2 IP核的定制 |
| 5.4.3 IP核的间断调用 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 CMUT的制造及测试 |
| 6.1 制造方案 |
| 6.2 制造步骤 |
| 6.3 版图绘制 |
| 6.4 MEMS工艺加工 |
| 6.5 测试和分析 |
| 6.5.1 SEM电镜形貌及腐蚀效果测试 |
| 6.5.2 阻抗分析测试 |
| 6.5.3 失效分析 |
| 6.6 相控电路实验验证 |
| 6.6.1 多通道延迟的测试结果 |
| 6.6.2 最小延迟步进测试结果 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）基于超声相控阵异型焊缝结构检测工艺参数的优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 超声相控阵技术的发展及研究 |
| 1.2.1 超声相控检测参数优化研究现状 |
| 1.2.2 超声相控阵成像研究现状 |
| 1.3 超声相控阵的技术优势 |
| 1.4 论文工作的意义及内容安排 |
| 2 超声相控阵检测基本理论 |
| 2.1 超声相控阵检测基本原理 |
| 2.1.1 超声相控阵发射与接收 |
| 2.1.2 超声相控阵的偏转与聚焦 |
| 2.1.3 探头阵列参数 |
| 2.1.4 探头近场区特型 |
| 2.2 超声相控阵成像分辨率原理与方法研究 |
| 2.2.1 超声相控阵波型转换研究 |
| 2.2.2 超声相控阵检测检测分辨率 |
| 2.2.3 超声相控阵聚焦声束特型原理 |
| 2.2.4 超声相控阵横向分辨率检测原理 |
| 2.3 超声相控阵的成像模式 |
| 2.3.1 超声相控阵扫查方式 |
| 2.3.2 超声相控阵扫查成像方式 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 超声相控阵异型焊缝缺陷成像分辨率影响规律研究 |
| 3.1 超声相控阵焊缝数值计算模型的验证研究 |
| 3.2 超声相控阵关键参数的单因素分析 |
| 3.2.1 声束聚焦面的不同对横向分辨率的影响 |
| 3.2.2 探头中心频率对横向分辨率的影响 |
| 3.2.3 焦距对横向分辨率的影响 |
| 3.2.4 激发晶片数量对横向分辨率的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 超声相控阵异型焊缝检测工艺参数的耦合优化方法研究 |
| 4.1 析因试验设计与分析 |
| 4.1.1 析因试验设计 |
| 4.1.2 析因试验结果分析 |
| 4.2 Box-Behnken实验设计及分析 |
| 4.2.1 Box-Behnken实验设计 |
| 4.2.2 Box-Behnken实验结果分析 |
| 4.3 工艺参数参数优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 超声相控阵异型焊缝工艺参数优化的试验验证 |
| 5.1 试验设备选用 |
| 5.2 优化参数的试验验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（7）基于ANSYS的超声相控阵探头的声场仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 超声相控阵检测技术的发展与研究现状 |
| 1.2.1 国外超声相控阵检测技术的发展概况 |
| 1.2.2 国内超声相控阵发展概况 |
| 1.2.3 超声相控阵检测技术模拟仿真的研究现状 |
| 1.3 本研究的目的和意义 |
| 1.4 主要研究内容及文章结构安排 |
| 第2章 超声相控阵检测技术原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超声相控阵检测原理 |
| 2.3 线型阵列相控阵探头特性参数及声场特征 |
| 2.3.1 探头特性参数 |
| 2.3.2 线型相控阵声场特征 |
| 2.4 有限元仿真技术的理论基础 |
| 2.4.1 有限元仿真方法 |
| 2.4.2 有限单元法概述 |
| 2.4.3 基于ANSYS编程环境的有限元仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超声相控阵探头的声场仿真建模与结果分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元仿真模型建立 |
| 3.2.1 材料属性及有限元建模参数设置 |
| 3.2.2 直接接触法检测的仿真模型 |
| 3.3 探头频率及偏转角度对聚焦声场的影响 |
| 3.3.1 探头频率对聚焦声场的影响 |
| 3.3.2 偏转角度对聚焦声场的影响 |
| 3.4 相控阵探头几何参数对聚焦声场的影响 |
| 3.4.1 阵元数目对聚焦声场的影响 |
| 3.4.2 阵元间距对聚焦声场的影响 |
| 3.4.3 阵元宽度对聚焦声场的影响 |
| 3.5 聚焦深度对聚焦声场的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 含有圆孔缺陷模型的仿真与研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 孔缺陷有限元仿真模型建立 |
| 4.2.1 模型几何与力学参数 |
| 4.2.2 有限元模型参数设置 |
| 4.2.3 信号的激励和接收 |
| 4.3 有限元模型参数的验证 |
| 4.4 不同深度孔缺陷模型建立与仿真结果分析 |
| 4.5 不同深度孔缺陷检测探头选用准则 |
| 4.5.1 有限元模型建立 |
| 4.5.2 近表面缺陷检测探头选用准则 |
| 4.5.3 远表面缺陷检测探头选用准则 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 超声相控阵检测的焦点位置选择 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 聚焦深度对检测灵敏度的影响 |
| 5.2.1 超声相控阵近场与远场理论 |
| 5.2.2 声压幅值分析 |
| 5.2.3 缺陷回波信号幅值分析 |
| 5.3 实验分析 |
| 5.3.1 实验目的 |
| 5.3.2 实验设备及试块制备 |
| 5.3.3 实验方法 |
| 5.3.4 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）薄壁曲面钛合金惯性摩擦焊缝质量超声相控阵检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 惯性摩擦焊接技术发展及应用前景 |
| 1.3 摩擦焊接头超声检测研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 超声相控阵检测技术概述 |
| 1.4.1 超声相控阵简介 |
| 1.4.2 超声相控阵检测原理及关键技术 |
| 1.4.2.1 相控阵检测原理 |
| 1.4.2.2 超声相控阵检测关键技术 |
| 1.4.3 相控阵视图显示方式 |
| 1.5 课题研究背景及目的 |
| 1.5.1 研究背景 |
| 1.5.2 研究目的及意义 |
| 1.6 课题主要研究内容及总体技术路线 |
| 1.6.1 主要研究内容 |
| 1.6.2 总体技术路线 |
| 第2章 超声检测设备及试块设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超声检测设备及耦合剂 |
| 2.2.1 超声检测设备 |
| 2.2.2 耦合剂 |
| 2.3 校准试块设计 |
| 2.3.1 材料选择 |
| 2.3.2 校准试块功能分析 |
| 2.3.3 人工反射体类型及尺寸设计 |
| 2.3.4 校准试块设计图纸 |
| 2.3.5 试块实物图 |
| 2.4 TA19 钛合金声学特性分析 |
| 2.4.1 材料声速特性 |
| 2.4.1.1 纵波声速 |
| 2.4.1.2 横波声速 |
| 2.4.2 材料声衰减特性 |
| 2.4.3 材料声阻抗特性 |
| 2.5 超声检测对比试块设计 |
| 2.5.1 惯性摩擦焊接原理及特性分析 |
| 2.5.2 惯性摩擦焊接头缺陷类型分析 |
| 2.5.3 人工缺陷类型及尺寸 |
| 2.5.4 对比试块设计图纸 |
| 2.5.5 对比试块实物图 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 压气机惯性摩擦焊缝超声相控阵检测耦合楔块及探头设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 探头安放位置选择 |
| 3.3 耦合楔块设计 |
| 3.3.1 楔块设计原则 |
| 3.3.2 楔块制作材料 |
| 3.3.3 楔块倾斜角度设计 |
| 3.3.4 楔块整体结构外形设计尺寸 |
| 3.4 相控阵探头设计 |
| 3.4.1 探头外形尺寸设计 |
| 3.4.2 探头阵元数目选择和频率设计 |
| 3.4.3 探头阵元材料选择 |
| 3.4.4 探头阵元间距和宽度设计 |
| 3.5 超声检测过程中扫查角度分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 压气机惯性摩擦焊缝超声相控阵检测工艺参数研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TA19 钛合金惯性摩擦焊接头组织特征分析 |
| 4.3 超声检测工艺参数研究 |
| 4.3.1 检测频率分析 |
| 4.3.1.1 检测频率对相关参数的影响 |
| 4.3.1.2 检测频率选择 |
| 4.3.2 阵列孔径设计及研究 |
| 4.3.3 检测灵敏度设计及研究 |
| 4.3.4 扇形扫查角度优化 |
| 4.4 超声检测工艺参数正交设计 |
| 4.5 超声检测正交试验结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文和参加科研情况 |
（9）基于FPGA的128通道超声相控阵数字控制模块设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文研究意义及主要工作 |
| 第二章 超声相控阵探伤技术原理 |
| 2.1 超声波探伤技术基本原理 |
| 2.2 超声相控阵原理 |
| 2.2.1 超声相控阵基本原理 |
| 2.2.2 超声相控阵延时时间的计算 |
| 2.2.3 超声相控阵孔径大小对检测的影响 |
| 2.3 超声相控阵扫查方式研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 硬件设计及信号与电源完整性分析 |
| 3.1 系统功能需求 |
| 3.2 硬件电路设计 |
| 3.2.1 FPGA外部电路设计 |
| 3.2.2 FPGA选型及配置电路设计 |
| 3.2.3 FPGA IO口分配 |
| 3.2.4 系统电源管理 |
| 3.3 传输线模型分析 |
| 3.3.1 微带线与带状线 |
| 3.3.2 传输线信号传输速度 |
| 3.3.3 传输线特性参数计算 |
| 3.4 PCB叠层设计 |
| 3.5 反射及串扰的研究 |
| 3.5.1 反射的研究 |
| 3.5.2 串扰的研究 |
| 3.6 信号完整性优化设计 |
| 3.6.1 IBIS模型 |
| 3.6.2 LVDS时钟线优化设计 |
| 3.6.3 LVDS数据线优化设计 |
| 3.7 电源完整性分析及优化设计 |
| 3.7.1 电源完整性问题分析 |
| 3.7.2 电源完整性优化设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 数字控制模块FPGA设计 |
| 4.1 FPGA功能模块划分 |
| 4.2 异步信号及数据同步 |
| 4.3 发射波束形成设计与实现 |
| 4.3.1 MAX14808发射控制 |
| 4.3.2 1.25ns高精度发射延时算法实现 |
| 4.4 AFE5832 模块控制 |
| 4.4.1 SPI配置接口 |
| 4.4.2 LVDS数据传输 |
| 4.4.3 LVDS时钟校准 |
| 4.4.4 LVDS数据接收控制设计 |
| 4.5 声束合成算法设计 |
| 4.6 高速数据传输及缓存 |
| 4.6.1 USB2.0 数字控制模块 |
| 4.6.2 数据缓存及传输路径控制 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 数字控制模块的仿真与测试 |
| 5.1 发射波束形成模块仿真 |
| 5.2 AFE5832 数字控制模块仿真 |
| 5.2.1 SPI接口仿真 |
| 5.2.2 AFE5832 接收模块仿真 |
| 5.3 声束合成模块仿真 |
| 5.4 高速数据传输及缓存模块测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）大跨度桥梁波形钢腹板焊缝质量超声相控阵检测技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 波形钢腹板T型焊缝的研究现状 |
| 1.3.2 超声相控阵T型焊缝的检测发展及现状 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 超声相控阵基础理论与声场特性研究 |
| 2.1 超声相控阵工作原理 |
| 2.1.1 超声相控阵检测工作原理 |
| 2.1.2 超声相控阵扫查方式 |
| 2.2 超声相控阵探头 |
| 2.2.1 超声相控阵探头的几何参数 |
| 2.2.2 超声相控阵探头的阵列模式 |
| 2.3 阵列换能器声场原理和特性 |
| 2.3.1 单个阵元宽度声场计算分析 |
| 2.3.2 单个阵元频率声场计算分析 |
| 2.3.3 超声相控阵阵元个数声场计算分析 |
| 2.3.4 阵元声束指向性声场计算分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 波形钢腹板超声相控阵检测方法研究 |
| 3.1 软件仿真计算原理 |
| 3.2 波腹板T型焊缝常规超声检测仿真模型的建立 |
| 3.2.1 波腹板T型焊缝平面常规超声探头检测仿真模型的建立 |
| 3.2.2 波腹板T型焊缝曲面常规超声探头检测仿真模型的建立 |
| 3.2.3 同位置不同类别的缺陷仿真实验 |
| 3.3波腹板T型焊缝平面常规超声参数优化仿真实验 |
| 3.3.1 同频率和楔块角度下不同晶片尺寸的仿真实验 |
| 3.3.2 转换频率的仿真实验 |
| 3.3.3 转换楔块角度的仿真实验 |
| 3.4 波腹板T型焊缝曲面常规超声参数优化仿真实验 |
| 3.4.1同频率和楔块角度下不同晶片尺寸的仿真实验 |
| 3.4.2转换频率的仿真实验 |
| 3.4.3转换楔块角度的仿真实验 |
| 3.5 波腹板T型焊缝超声相控阵检测仿真模型的建立 |
| 3.5.1 波腹板T型焊缝平面检测模型的建立 |
| 3.5.2 波腹板T型焊缝曲面检测模型的建立 |
| 3.5.3 同位置不同类别的缺陷仿真实验 |
| 3.6 波腹板T型焊缝平面超声相控阵参数优化仿真实验 |
| 3.6.1 同一孔径长度下不同阵元数的仿真实验 |
| 3.6.2 转换阵元频率的仿真实验 |
| 3.6.3 转换楔块角度的仿真实验 |
| 3.6.4 转换阵元宽度的仿真实验 |
| 3.6.5 转换聚焦深度的仿真实验 |
| 3.6.6 转换阵元间隙对超声相控阵声场的影响 |
| 3.7 波腹板T型焊缝曲面超声相控阵参数优化仿真实验 |
| 3.7.1 同一孔径长度下不同阵元数的仿真实验 |
| 3.7.2 转换阵元频率的仿真实验 |
| 3.7.3 转换楔块角度的仿真实验 |
| 3.7.4 转换阵元宽度的仿真实验 |
| 3.7.5 转换聚焦深度的仿真实验 |
| 3.7.6 转换阵元间隙对超声相控阵声场的影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 波形钢腹板超声相控阵检测实验 |
| 4.1 波形钢腹板试样及各种人工缺陷的设计与制作 |
| 4.1.1 波形钢腹板试样的设计与制作 |
| 4.1.2 波形钢腹板各种人工缺陷的设计与制作 |
| 4.2 常规超声检测实验 |
| 4.2.1 常规超声T型焊缝检测质量评定标准 |
| 4.2.2 波形钢腹板常规超声检测实验平台搭建 |
| 4.2.3 仪器校准及参数设置 |
| 4.2.4 实验检测 |
| 4.3 超声相控阵检测实验 |
| 4.3.1 超声相控阵T型焊缝检测质量评定标准 |
| 4.3.2 波形钢腹板超声相控阵检测实验平台搭建 |
| 4.3.3 仪器校准及参数设置 |
| 4.3.4 实验检测 |
| 4.4 实验结果及分析 |
| 4.4.1 超声相控阵与常规超声检测实验结果 |
| 4.4.2 超声相控阵与常规超声检测实验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 波形钢腹板超声相控阵探头改进与研制 |
| 5.1 波腹板T焊缝相控阵探头仿真实验 |
| 5.1.1 曲面自聚焦探头的仿真实验 |
| 5.1.2 软膜超声相控阵聚焦探头的仿真实验 |
| 5.2 软膜超声相控阵聚焦探头的加工与制作 |
| 5.2.1 软膜套头结构的设计与制作 |
| 5.3 改进探头的实验测试 |
| 5.3.1 软膜超声相控阵探头的检测平台参数设置与仪器校准 |
| 5.3.2 软膜超声相控阵探头检测实验与结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
四、超声相控阵探头和设备特性参数分析（论文参考文献）
- [1]汽轮机转子叶片根部超声相控阵检验应用与分析[J]. 安杰,王珠林. 机床与液压, 2021(16)
- [2]直导线型EMAT阵列相控合成辐射声场特性研究[D]. 刘磊. 中北大学, 2021(09)
- [3]碳纤维复合材料超声相控阵无损检测技术研究[D]. 曹弘毅. 山东大学, 2021(11)
- [4]基于超声相控阵低秩矩阵恢复的钢轨缺陷检测方法研究[D]. 姚靖. 电子科技大学, 2021(01)
- [5]高信噪比CMUT阵列的研发[D]. 刘嘉俊. 中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院), 2020(01)
- [6]基于超声相控阵异型焊缝结构检测工艺参数的优化研究[D]. 郑贵志. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [7]基于ANSYS的超声相控阵探头的声场仿真研究[D]. 张雪琴. 桂林理工大学, 2020(01)
- [8]薄壁曲面钛合金惯性摩擦焊缝质量超声相控阵检测研究[D]. 乌彦全. 机械科学研究总院, 2019(03)
- [9]基于FPGA的128通道超声相控阵数字控制模块设计[D]. 方龙宇. 东南大学, 2019(06)
- [10]大跨度桥梁波形钢腹板焊缝质量超声相控阵检测技术的研究[D]. 郑辉. 南昌航空大学, 2019(08)