论文部分内容阅读
相控阵超声检测技术是通过控制阵列探头各阵元发射和接收的相位,实现对检测声束控制的一种超声检测技术。数字相控阵超声检测技术不仅可以充分利用相控阵超声检测的高效电子扫查、动态聚焦、动态孔径和动态变迹技术,而且能够充分利用先进的数字信号处理技术进行高精度的成像检测,是目前国内外超声检测研究的热点。声束聚焦对于相控阵超声检测具有重要意义,是影响系统检测结果的重要因素,论文研究以实现相控阵超声自适应聚焦检测为目的,从数字相控阵超声检测系统、自适应聚焦方法及其运用三个方面进行了深入的研究。
论文首先从系统设计角度以实现自适应聚焦检测为目标,详细论述了数字相控阵超声检测系统中关键技术的分析与设计,包括:系统时间延迟精度、系统独立通道数以及系统模/数转换环节对系统检测分辨力的影响和相控阵超声发射电路。在此基础上,设计并实现了基于PCI总线的具有16个独立通道的数字相控阵超声检测系统。该系统不仅能进行A扫、B扫检测,具有动态孔径检测、动态聚焦检测等功能,而且从硬件角度保证了系统具有实时自适应聚焦检测能力。
在完成系统研制的基础上,针对由于被检工件不均匀等因素引起的聚焦偏差问题,论文研究了相控阵超声检测中的自适应聚焦技术。其中着重研究了噪声、时间窗函数等因素对时间延迟估计的影响,提出了基于小波变换的相关法时间延迟估计。论文还针对自适应时间延迟聚焦时由于使用小孔径发射、小孔径接收导致的各通道信号的信噪比低,影响自适应聚焦精度问题,提出了声束预偏转自适应聚焦检测方法,并将自适应聚焦方法与数字相控阵超声检测系统实现了无缝连接,组成了完整的自适应聚焦数字相控阵超声检测系统。
利用自适应聚焦数字相控阵超声检测系统,论文设计了阵元间具有相对运动的柔性相控阵阵列探头,对柔性相控阵检测技术进行了探讨性的研究,以解决某些特殊工件无法直接使用相控阵超声检测问题。
最后论文对所研制的数字相控阵超声检测系统进行了相应的实验验证,并将系统应用于在航空航天领域具有重要意义的钛合金检测。
论文的研究对于推动我国数字相控阵超声检测技术的发展具有重要参考价值。