本文選題：相控陣 + 波束形成　； 參考：《傳感技術(shù)學(xué)報(bào)》2017年03期

【摘要】：為深入研究管道環(huán)焊縫缺陷特性,需要相控陣檢測(cè)系統(tǒng)提供完全控制激勵(lì)信號(hào)參數(shù)和獲得接收回波信號(hào)的特性,針對(duì)該問(wèn)題設(shè)計(jì)了32個(gè)模擬通道,可接入128個(gè)陣元,數(shù)字化頻率達(dá)到125 Msample/s的相控陣超聲檢測(cè)系統(tǒng)。采用流水線(xiàn)式延時(shí)實(shí)現(xiàn)小數(shù)倍延時(shí),脈沖發(fā)射延時(shí)精度為2.5 ns;使用Master-Slave結(jié)構(gòu)的管理方式,在硬件上合理分配資源,對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行線(xiàn)性插值,同時(shí)根據(jù)脈沖的延時(shí)方案對(duì)各通道的插值數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),實(shí)現(xiàn)高精度數(shù)字波束形成。使用Hilbert變換提取形成波束在FIR濾波器濾波前后的包絡(luò),得到濾波后信噪比提高了9.4 d B。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明在深度上缺陷定位的相對(duì)誤差為1.7%,相對(duì)于現(xiàn)有系統(tǒng)檢測(cè)精度提高了接近2倍。
[Abstract]:In order to deeply study the defect characteristics of pipe girth weld, the phased array detection system is needed to provide the parameters of fully controlled excitation signal and the characteristic of receiving echo signal. In order to solve this problem, 32 analog channels are designed, which can be connected to 128 array elements.A phased array ultrasonic detection system with digital frequency of 125 Msample/s.Pipeline type delay is used to realize fractional delay, the precision of pulse delay is 2.5 ns, the management mode of Master-Slave structure is used to allocate resources reasonably in hardware, and the echo data is interpolated linearly.At the same time, the interpolation data of each channel are stored according to the delay scheme of pulse, and high precision digital beamforming is realized.Using Hilbert transform to extract the envelope of beamforming before and after FIR filter filtering, the signal-to-noise ratio (SNR) is improved by 9.4 dB after filtering.The defect detection experiment on the standard sample shows that the relative error of defect location in depth is 1.7, and the accuracy is nearly 2 times higher than that of the existing system.
【作者單位】： 天津大學(xué)精密測(cè)試技術(shù)及儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國(guó)石油天然氣管道科學(xué)研究院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51375338)
【分類(lèi)號(hào)】：TB55

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本文編號(hào)：1749886