超声波探伤是一种先进的无损检测方法,它是利用材料本身内部缺陷的声学性质对超声波传播的影响,非破坏性地探测材料内部和表面缺陷的大小、形状和分布状况以及材料性质。在超声无损检测,特别是粗晶材料的检测中,直接从噪声中区分缺陷信号、判断缺陷信号的位置十分困难,所以超声信号处理技术是无损检测领域的重要研究课题。实际工程应用中,缺陷形式千变万化,如剥落、裂纹、气泡等,缺陷位置也各不相同。因此,超声检测的回波信号通常是非平稳信号,其信号处理方法主要是能量分析和时频域分析。能量分析方法简单、易于实现;时频分析方法将一维时域信号变换成二维时频图像,能够展现出信号中更丰富的信息,具有更大的应用潜力。本文对数字式超声波探伤仪回波信号的检测和处理方法进行了研究,设计了前端激励信号的产生电路,参与部分硬件电路的调试。本文的主要内容概括如下:①介绍了超声波无损探伤技术的基本概念、发展现状、及主要的应用领域,分析了超声信号的特性,并概括了超声信号的分析方法。②给出了超声波的检测方法以及超声波检测系统的设计方案,并详细分析了设计中各模块的功能,设计并实现了前端窄带激励脉冲的发生电路。③根据实际需要设计了数字带通滤波器,并对超声回波信号进行滤波,取得了较好的效果;用三次样条插值法和滑动窗能量检测法对信号进行了包络分析,提取出回波信号出现的时间,从而计算出缺陷离探测表面的位置。④研究了Hilbert-Huang变换的基本理论和经验模态分解方法,介绍了Hilbert谱及Hilbert能量谱的构造方法,并将其应用在超声检测的回波信号处理中,通过仿真表明, Hilbert谱反映了回波信号的时频信息,Hilbert能量谱反映了回波信号的时间信息,从而有效地判断缺陷的有无及位置。⑤应用了小波变换和小波消噪的基本理论,对阈值消噪进行了分析,采用软阈值法对测得的超声回波信号进行消噪处理,得到了较好的消噪效果。