超聲相控陣檢測是一種廣泛應(yīng)用于醫(yī)學圖像和工業(yè)無損檢測中先進的超聲檢測方法。本文在現(xiàn)有的32通道便攜式探傷儀基礎(chǔ)上,設(shè)計與實現(xiàn)了64通道新型臺式工業(yè)探傷超聲數(shù)字系統(tǒng)。主要工作如下:1.超聲相控陣技術(shù)原理的研究。研究了超聲波聲場理論、超聲波檢測原理和超聲成像檢測技術(shù)理論,著重分析了超聲發(fā)射接收原理、基本掃查方式、成像關(guān)鍵性指標,為后續(xù)數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計夯實理論基礎(chǔ)。2.超聲相控陣數(shù)字系統(tǒng)的方案設(shè)計�；谙嚓P(guān)超聲理論分析了64通道新型臺式工業(yè)探傷超聲數(shù)字系統(tǒng)的需求,設(shè)計了主從式數(shù)字系統(tǒng)架構(gòu)并完成了系統(tǒng)協(xié)議制定和功能模塊劃分。根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計了系統(tǒng)硬件平臺,其中包括電源方案設(shè)計和高速數(shù)字電路仿真。最后對FPGA設(shè)計中復位設(shè)計、時鐘設(shè)計、跨時鐘域數(shù)據(jù)處理等三個方面進行深入的探討,有利于提高后續(xù)數(shù)字系統(tǒng)FPGA設(shè)計的穩(wěn)定性。3.超聲相控陣數(shù)字系統(tǒng)的FPGA設(shè)計與實現(xiàn)。根據(jù)64通道超聲數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的方案,首先基于FPGA內(nèi)部PLL產(chǎn)生的四路相位偏移時鐘實現(xiàn)了低復雜度2.5ns的延時精度。然后通過雙端口RAM緩存超聲回波信號并進行相應(yīng)地址的讀寫控制,實現(xiàn)了信號的延時處理,將處理后的數(shù)據(jù)求和取平均即可實現(xiàn)聲... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

超聲波傳播的指向性

旁瓣是減弱-20dB以外的區(qū)域。圖2-1 超聲波傳播的指向性圖2-2 超聲波的聲場(2)超聲波的傳播特性：介質(zhì)的密度 和彈性模量 影響著超聲波在介質(zhì)中的傳播速度，因此在不同介質(zhì)中的聲速不同，而波的折射和反射會由于傳播速度的不同而產(chǎn)生。根據(jù)物理聲學中的論述，在垂直入射的條件下，其反射率 為2 10 2 1rP Z ZRP Z Z (2.2)式中，rP 為反射波的聲壓，0P 為入射波的聲壓，1Z 為入射側(cè)的聲阻抗，2Z 為透射側(cè)的聲阻抗。透射率D為20 2 12dP ZDP Z Z (2.3)

圖 2-3 相控陣聲束偏轉(zhuǎn)圖2-4 相控陣聲束聚焦聲束的偏轉(zhuǎn) 是一維線性陣列換能器通過改變發(fā)射延遲從而實現(xiàn)聲束的偏轉(zhuǎn)和遲時間 可由發(fā)射偏轉(zhuǎn)延遲 和發(fā)射聚焦延遲 組成，聚焦聲束

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]相控陣超聲成像關(guān)鍵技術(shù)的FPGA設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 沈祥華.南京航空航天大學 2012
[4]相控陣超聲成像算法研究及系統(tǒng)設(shè)計[D]. 劉建.南京航空航天大學 2012
[5]超聲相控陣檢測關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 程繼隆.南京航空航天大學 2010
[6]手動超聲相控陣檢測成像算法研究[D]. 鞠洪濤.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[7]超聲相控陣探傷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 江帆.天津大學 2005



本文編號：3103684