本文關(guān)鍵詞：相控陣超聲合成孔徑成像優(yōu)化方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超聲檢測技術(shù)在醫(yī)學(xué)超聲、交通運輸、壓力容器等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。相控陣超聲對波束有很好的控制能力,具有高的靈敏度、大的檢測范圍等特點；合成孔徑技術(shù)是一種后處理技術(shù),能夠把小孔徑合成大孔徑,形成逐點成像的聚焦信號,來提高成像質(zhì)量,并且合成孔徑技術(shù)具有成像方位分辨率與檢測深度和工作波長無關(guān)的特點。隨著檢測需求的提高,常規(guī)相控陣超聲檢測不能滿足檢測需要,因此把合成孔徑技術(shù)和相控陣超聲結(jié)合起來成為了研究熱點。本文為了提高相控陣超聲合成孔徑成像質(zhì)量,引入了兩種窗函數(shù)作為優(yōu)化因子,分別是波達(dá)方向窗函數(shù)和輻射遠(yuǎn)場近似窗函數(shù),并且對比研究了未優(yōu)化和優(yōu)化后的相控陣超聲合成聚焦模型,分析了相控陣波束波形特征,進(jìn)行了實驗驗證。本文對基于Field Ⅱ超聲仿真平臺對合成聚焦模型進(jìn)行了模擬數(shù)據(jù)仿真,并模擬實驗對超聲合成聚焦成像進(jìn)行了驗證。接著分析了延時疊加算法和合成聚焦算法的波束模型,對其波束波形進(jìn)行了仿真驗證,同時引入波達(dá)方向窗函數(shù)和輻射遠(yuǎn)場近似窗函數(shù)對兩種算法的波束進(jìn)行優(yōu)化和實驗驗證與分析,結(jié)果表明波達(dá)方向窗函數(shù)優(yōu)化對波束的旁瓣抑制效果最好,旁瓣峰值迅速下降至-100dB；輻射遠(yuǎn)場近似窗函數(shù)優(yōu)化對波束旁瓣抑制效果次之,旁瓣峰值下降至-89dB。最后分別對波達(dá)方向窗函數(shù)優(yōu)化和輻射遠(yuǎn)場近似窗函數(shù)優(yōu)化的相控陣超聲合成聚焦成像進(jìn)行了Field Ⅱ仿實驗真驗證和基于M2M公司的Multi2000超聲檢測儀的實驗與分析。實驗結(jié)論表明,兩種優(yōu)化方法明顯提升了相控陣超聲合成聚焦成像的成像深度。與未優(yōu)化的合成聚焦成像相比,其中波達(dá)方向窗函數(shù)優(yōu)化對缺陷的檢出率明顯提高,可達(dá)92%；輻射遠(yuǎn)場近似窗函數(shù)優(yōu)化的結(jié)果更精確的反映缺陷的實際尺寸,把缺陷尺寸最大誤差67.53%降低到了21.37%。
【關(guān)鍵詞】：相控陣 合成孔徑 超聲成像 延時疊加 窗函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB553
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 超聲無損檢測技術(shù)12-13
• 1.3 超聲相控陣技術(shù)13-17
• 1.3.1 超聲相控陣發(fā)展歷史概述14-16
• 1.3.2 超聲相控陣的優(yōu)勢16-17
• 1.4 合成孔徑超聲成像技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4.1 國外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀19
• 1.5 本課題的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排19-21
• 1.5.1 研究內(nèi)容19-20
• 1.5.2 結(jié)構(gòu)安排20-21
• 第2章 合成孔徑成像研究21-33
• 2.1 合成聚焦超聲成像原理21-23
• 2.2 超聲成像質(zhì)量評價23-24
• 2.2.1 橫向分辨率23-24
• 2.2.2 縱向分辨率24
• 2.3 合成孔徑成像方法24-27
• 2.3.1 單振元合成孔徑聚焦方式24-25
• 2.3.2 多陣元合成孔徑聚焦方式25-26
• 2.3.3 合成發(fā)射孔徑聚焦方式26
• 2.3.4 合成接收孔徑聚焦方式26-27
• 2.3.5 合成聚焦方式27
• 2.4 延時疊加算法27-29
• 2.4.1 延時的計算28
• 2.4.2 延時聚焦的實現(xiàn)28-29
• 2.5 合成聚焦算法仿真29-32
• 2.5.1 Field Ⅱ超聲仿真平臺29-30
• 2.5.2 合成聚焦算法仿真30-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 窗函數(shù)優(yōu)化波束仿真33-42
• 3.1 延時疊加算法34-38
• 3.1.1 延時疊加算法波束仿真34-35
• 3.1.2 窗函數(shù)優(yōu)化的延時疊加算法波束仿真35-38
• 3.2 合成聚焦算法38-41
• 3.2.1 合成聚焦算法波束仿真38-39
• 3.2.2 窗函數(shù)優(yōu)化的合成聚焦算法波束仿真39-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第4章 波達(dá)方向窗函數(shù)優(yōu)化成像方法研究42-53
• 4.1 波達(dá)方向窗函數(shù)優(yōu)化成像42-45
• 4.1.1 線陣?yán)走_(dá)的波達(dá)方向42-43
• 4.1.2 波達(dá)方向窗函數(shù)43-45
• 4.2 優(yōu)化方法成像原理45-46
• 4.3 實驗驗證與結(jié)果分析46-51
• 4.3.1 模擬仿真46-47
• 4.3.2 仿真結(jié)果分析47-48
• 4.3.3 實驗與分析48-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第5章 輻射遠(yuǎn)場近似窗函數(shù)優(yōu)化成像方法研究53-59
• 5.1 輻射遠(yuǎn)場近似窗函數(shù)53-54
• 5.2 實驗驗證與結(jié)果分析54-58
• 5.2.1 模擬仿真54-56
• 5.2.2 實驗與分析56-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 總結(jié)與展望59-61
• 1. 總結(jié)59-60
• 2. 展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果67

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 張光義;相控陣?yán)走_(dá)的技術(shù)特點及關(guān)鍵技術(shù)[J];電子科技導(dǎo)報;1996年07期

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3 孫寶申,沈建中;合成孔徑聚焦超聲成像(一)[J];應(yīng)用聲學(xué);1993年03期

4 孫寶申,沈建中;合成孔徑聚焦超聲成像(二)[J];應(yīng)用聲學(xué);1993年05期

5 孫寶申,沈建中;合成孔徑聚焦超聲成像(三)[J];應(yīng)用聲學(xué);1994年02期

6 聶小武;魯世強(qiáng);王克魯;;鑄鍛件磁粉與滲透檢測工藝的選擇[J];鑄造;2006年04期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 杜英華;合成孔徑聚焦超聲成像技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：相控陣超聲合成孔徑成像優(yōu)化方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：302134