文档介绍：中北大学
硕士学位论文
超声相控阵成像技术研究
姓名:吕庆贵
申请学位级别:硕士
专业:精密仪器及机械
指导教师:宋文爱
20090427
超声相控阵成像技术研究捅要关键词:超声相控阵,动态光弹,合成聚焦,探头控的合成波束以实现动态聚焦和高速扫查的检测技术。近年来,现代工业诊断与检测技阵超声检测的原理及检测时声束的控制方法。深入分析了相控阵超声阵列探头阵元间距、宽度、阵元数对探头性能的影响,为制作高性能的相控阵探头提供了依据。以动态光弹实验为基础,提出了冲击响应波前模拟方法,并对圆棒内声场和圆孔散射声场建立了具体的正演算法。正演结果和动态光弹实验结果的对比,证明了该正演方法的正确性。聚焦代替实时动态聚焦,可以得到与相控阵相同的检测信息。具体而言:重复激励某些的信息进行时延后的数值合成聚焦处理。检测区域的每一个检测点对应一定的时延序列,合成各延迟序列的声波数值信号可以得到各个控阵扫查聚焦点的检测信息。这样,发挥了计算机在时域信号处理的能力,将数字接收通道的个数降低到一个,大幅度削减基于准相控阵检测方法,构建了一套通道的线阵超声信号的采集和处理实验系实验表明:能够达到相控阵检测信号的强度;极大的提高了检测信噪比;有足够的检测超声相控阵是一种通过对超声阵列换能器中各阵元进行相位延时控制,获得灵活可术正在向信息化和可视化方向高速发展,数字化超声相控阵检测技术已逐渐成为国内外无损检测研究的热点。本文主要论述了相控阵超声检测相关理论,包括超声相控阵辐射的相关理论、相控文中提出一种类似综合孔径聚焦的准相控阵检测的方法。采用检测信息的数值合成阵元,依次高速记录各个阵元接收到的超声全波列信号,用软件分析方法对各阵元接收了设备成本,打开了相控阵检测用于普通工业探伤的大门。统。根据叠加原理,把单元发射和接收的信号按照波动学规律合成,即通过计算机把数值信号在时一空域中合成的聚焦方式,得到了与相控阵聚焦相同的检测信息。该系统经灵敏度;等同于相摔阵的检测分辨率。检测结果与实际缺陷情况吻合,验证了准相控阵检测方法的可行性,并且为相控阵超声用于工业检测提供了一条新路径。
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泺簧醢盔曷期;:』:三一,日期L薢:点:三日期垡蹈创#喝原创性声明本人郑重声踞:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指罨下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经洼明弓玫娜馊萃猓韭畚牟话蔽的个人翔集体,均已在文串以明确方式标鞠。本声瞬的法律责任由本人论文作者签名:关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定,’其中包括:①学校森权保管、并岛有关部门送交学位论文的原件与复印伴;②学校可以采用影印、缩蚱渌粗剖侄胃粗撇⒈4嫜宦畚模弧蜓?稍市硌位论文被查阅或借阅;④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文;Ы峡梢愎ú佳宦畚牡娜ú炕虿糠帜谌保密学位论文在簿密导师签名:其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡承担。后遵守此规定签盆:。。。。。.·
扫描的雷达波束【。超声柏控阵换能器由多个相互独立的压电品片组成阵列,按声相控阵技术的基本思路来自于雷达电磁波相控阵技术。相控阵雷达天线是由许得到所需要的方向图和波束指向,或者在一定的空问范围内合成灵活快速的聚焦控阵技术的优势是】:现高速电子扫描,不移动工件进行高速检测,不移动探头或尽量少移动探头可扫中北大学学位论文选题背景及意义超声技术出现在本世纪初,经过近一个世纪的发展,它已经渗透到国防建设、国民经济、日常生活及科学测量等各个领域,在海洋探测与开发、无损检测与评估、医学诊断及微电子学等领域发挥了巨大的作用。随着科学技术的发展与进步,超声相控阵技术应运而生,并在工程中得到了广泛的应用【¨。相控阵的基本概念很早就被提出,初期主要应用于医学超声成像诊断【。超多辐射单元排成阵列组成,通过控制阵列天线中各个单元上电流的幅度和相位,一定的规则和时序用电子系统控制激发各个晶片单元,来调整焦点的位置和聚焦的方向。由其原理可知,相控阵换能器最显著的特点是可以灵活、便捷而有效地控制声束形状和声压分布。其声束角度、焦柱位置、焦点尺寸及位置在一定范围内连续、动态可调;而且探头可快速平移声束。因此,与传统超声检测技术相比,相无需声透镜便可使声束聚焦,可以灵活而有效地控制声束。生成可控的声束指向和聚焦深度,实现复杂结构件和盲区位置缺陷的精确检测。通过局部晶片单元组合实现声场控制,可在保证检测灵敏度的前提下实查厚大工件和形状复杂工件的各个区域,成为解决可达性差和空间限制问题的有效手段。使用相控阵技术可以实现理想的声束聚焦,采用同样的脉冲电压驱动每个阵列单元,聚焦区域的实际声场强度远大于常规的超声波技术,从而对于相