專利名稱：超聲波檢測螺栓結(jié)合面裝置與數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種螺栓結(jié)合面特性直接檢測領(lǐng)域，具體而言，涉及到超聲波檢測螺栓結(jié)合面性能的方法及利用該方法的超聲波檢測裝置。
背景技術(shù)：
螺栓結(jié)合面性能直接決定了機械系統(tǒng)的性能，特別是比較重要的螺栓結(jié)合面，比如知道導軌的螺栓連接處，會對機床等精密機械精度、精度保持性等產(chǎn)生直接影響。因此， 對結(jié)合面性能，包括結(jié)合面接觸面積、接觸剛度、接觸壓力進行直接檢測是非常重要的。在實際生產(chǎn)中，對結(jié)合面檢測一般采用涂色法、薄膜法等，但這些方法都是在結(jié)合面中間加入某種測量介質(zhì)來測量結(jié)合面。其中，涂色法由于主要是根據(jù)有一定經(jīng)驗的師傅的判斷，誤差比較大。薄膜法是目前比較新的方法，但是它是在結(jié)合面中間加入一種新的薄膜，這樣當兩個結(jié)合面之間有相互作用時，就會產(chǎn)生壓力，薄膜就會發(fā)生變化。但是這種薄膜法目前測量精度不高，而且在結(jié)合面中間加入薄膜會改變結(jié)合面的接觸狀況，從而使實驗結(jié)果不能反映實際接觸。而且，這種薄膜價格非常高，而且薄膜壽命比較短。利用超聲c掃描對螺栓結(jié)合面進行檢測是直接獲得結(jié)合面接觸性能的有效方法，它可以通過檢測結(jié)合面的超聲波反射率直接檢測結(jié)合面的接觸面積，通過校正公式得到結(jié)合面剛度、結(jié)合面壓力，進而實現(xiàn)對結(jié)合面的自動檢測?？朔鹘y(tǒng)的涂色檢測方法靠經(jīng)驗進行判斷，不能檢測結(jié)合面剛度、結(jié)合面壓力的缺點。超聲波檢測不用改變實際接觸狀況，克服薄膜法影響結(jié)合面接觸狀況的缺點O為實現(xiàn)結(jié)合面檢測自動化，需要使用水浸式超聲波探頭。但是超聲c掃描圖像一般比較模糊，橫向分辨率較低，為使測量結(jié)果更加精確，必須對掃描圖像進行處理，但是采用目前的數(shù)據(jù)處理方法，結(jié)果并不理想。同時，由于螺栓結(jié)合面中螺栓的存在，導致超聲c 掃描圖像的不連續(xù)，影響后續(xù)圖像處理。而且采用水浸式超聲探頭進行掃描時，要求被測試件的上表面必須在水中，實際生產(chǎn)中很難滿足這一點。同時實際生產(chǎn)中被測工件的尺寸較大，這也對超聲波檢測裝置提出了較高要求。上述諸多因素導致了實際生產(chǎn)中無法應用超聲波檢測結(jié)合面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高超聲波c掃描圖像橫向分辨率的數(shù)據(jù)處理方法， 以及可以用于實際生產(chǎn)的結(jié)合面檢測的超聲波掃描裝置。為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供的超聲波c掃描圖像處理方法，所述方法包括(1)、利用水浸式超聲波探頭，以超聲c掃描方式掃描結(jié)合面，得到反射率矩陣 g(x, y)，螺栓連接板中間螺栓處，g矩陣中以0代表；(2)、選擇被測球體，球體直徑為超聲波波長的10倍；將被測球體放到水浸式超聲波的焦平面上，保持探頭與球體之間垂直距離不變， 然后在探頭的聲束范圍內(nèi)，利用探頭對球體進行掃描，測量聲束中球體在橫截面每點的反射聲壓，從而得到水浸式探頭點擴散函數(shù)h(x，y)；(3)、對反射率矩陣g(x，y)點擴散函數(shù)，h(x，y)進行周期拓展，將其拓展為維數(shù)相同的矩陣，并對拓展后的反射率矩陣g(x，y)，點擴散函數(shù)h(X，y)進行快速傅里葉變換，得到反射率矩陣傅里葉變換G (u，ν)，點擴散函數(shù)傅里葉變換H(U，ν)；(4)、利用改進的維納濾波法對反射率矩陣g(x，y)進行反卷積，具體步驟如下a、一次維納濾波
權(quán)利要求
1.超聲波檢測螺栓結(jié)合面數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述方法包括(1)、利用水浸式超聲波探頭，以超聲C掃描方式掃描結(jié)合面，得到反射率矩陣g(x，y)， 螺栓連接板中間螺栓處，g矩陣中以0代表；(2)、選擇被測球體，球體直徑為超聲波波長的10倍；將被測球體放到水浸式超聲波的焦平面上，保持探頭與球體之間垂直距離不變，然后在探頭的聲束范圍內(nèi)，利用探頭對球體進行掃描，測量聲束中球體在橫截面每點的反射聲壓，從而得到水浸式探頭點擴散函數(shù)h(x，y)；(3)、對反射率矩陣8(^7)點擴散函數(shù)，h(x，y)進行周期拓展，將其拓展為維數(shù)相同的矩陣，并對拓展后的反射率矩陣g(x，y)，點擴散函數(shù)h(x，y)進行快速傅里葉變換，得到反射率矩陣傅里葉變換G (u，ν)，點擴散函數(shù)傅里葉變換H (u，ν)；(4)、利用改進的維納濾波法對反射率矩陣g(x，y)進行反卷積，具體步驟如下a、一次維納濾波
2. 一種超聲波檢測螺栓結(jié)合面裝置，其特征在于，所述的超聲波檢測裝置包括移動平臺、超聲波發(fā)射接收機構(gòu)和數(shù)據(jù)采集與處理機構(gòu)三大部分組成；所述移動平臺由移動支架和微動機構(gòu)組成，移動支架包括支架，支架上的移動輪、支架上的調(diào)平螺母；微動測量機構(gòu)由三軸微動平移臺、精密角位移臺、換能器液浸噴水裝置、連桿組成；所述超聲波發(fā)射接收機構(gòu)包括水浸式超聲波換能器、超聲波脈沖發(fā)生接收器； 所述數(shù)據(jù)采集與處理機構(gòu)包括示波器、計算機及軟件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超聲波檢測螺栓結(jié)合面裝置與數(shù)據(jù)處理方法，移動平臺由移動支架和微動機構(gòu)組成，本發(fā)明所述移動平臺采用移動支架，可以適用于任何大型螺栓結(jié)合面的測量；本發(fā)明所述的移動平臺中精密角位移臺可以精確調(diào)整超聲波探頭角度，提高檢測精度與效率；本發(fā)明的方法克服了由于在檢測螺栓結(jié)合面時，由于測量結(jié)果導致的圖像處理困難問題，解決了現(xiàn)有的采用傳統(tǒng)維納濾波方法的圖像復原結(jié)果不理想問題。根據(jù)本發(fā)明方法可以大幅提高超聲c掃描圖像的橫向分辨率。
文檔編號G01N29/04GK102297761SQ20111016011
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者杜飛, 楊國慶, 洪軍, 王寧, 羅增 申請人:西安交通大學