非接触式超声波检测发送接收系统设计开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

超声波是一种重要的木材无损检测技术,然而传统的超声波检测技术属于接触式检测范畴, 需要在待测材料表面涂抹液态耦合剂或者在液体中进行浸入式检测, 以便更好地将超声波导入待测材料。

但传统的耦合剂会使待测材料受潮或变污,甚至会沿缺陷渗入试件内部,影响试件的力学性能和机械性能等,因此,传统的超声检测技术已不再适用于多孔渗水类材料。

木材具有多孔性,并不适合采用这种方式进行检测。

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2. 国内外研究现状分析

国外:1997 年 ,美国 Ultran实验室 Bhardwaj MC领导的研究小组利用压缩光纤作为声阻抗匹配层,成功研制出新一代空气耦合式超声换能器。

近几年,美国QMI实验室和加拿大RD公司相继研发成功100 kHz ~ 5 M Hz的压电换能器。

Harb等采用空气耦合换能器激发和激光测振仪接收Lamb波的方式,研究了铝板A0模式的频散特性,测定了其在低频范围内相速度和群速度频散曲线。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:设计一种非接触式超声波检测系统,电路包括发送和接收电路,利用超声传感器对木材进行测量,编写程序计算传播时间和幅值,并由LED液晶显示。

研究计划:2019年1月10日-2019年2月19日 查阅相关资料,拟定初步设计方案;2019年2月20日-2019年3月31日 原理图设计和硬件设计;2019年4月01日-2019年4月30日 硬件调试和联机调试;2019年5月01日-2019年5月31日 论文撰写及修改、准备答辩。

4. 研究创新点

采用透射式空气耦合超声波检测,即发射换能器激发出的超声波经过空气后直接进入待测木材,在穿过待测木材后再次经过空气,到达接收换能器。

根据不同位置上的超声波信号幅度受材质密度的影响较大的特点。

通过设计的系统采集木材不同位置的超声波信号,观察波形来判断木材不同位置的密度,从而实现木材的无损检测。

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