在多傳感陣元組成的陣列檢測場合,每一陣元發(fā)射的超聲波是相同的,導(dǎo)致接收傳感陣元無法有效區(qū)分發(fā)射源,制約了被測體空間聲場的準確解算。采用二進制調(diào)頻編碼信號激勵各傳感陣元,在接收端通過脈沖鑒頻電路對信號源進行身份信息識別,可以有效區(qū)分多傳感陣元結(jié)構(gòu)中的發(fā)射源。將該方法應(yīng)用于管道缺陷檢測試驗中,結(jié)果表明:二進制編碼超聲信號的信源識別率為94. 8%,不僅實現(xiàn)了傳感器陣列結(jié)構(gòu)中各陣元回波信息的準確區(qū)分,還提高了檢測信號的平均發(fā)射功率和回波信噪比。 

【文章來源】：傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(05)CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

二進制編碼信號時頻域

為驗證編碼超聲信號能夠提高檢測信號的平均發(fā)射功率。在相同激勵電壓下，以上述3位二進制編碼信號(000碼，001碼)和窄脈沖信號為例，分別激勵中心頻率為5 MHz，分數(shù)帶寬為70%的超聲傳感器，并對表1中的4種管道缺陷進行斜入射超聲檢測對比試驗，各實測回波信號如圖3所示。對比圖3斜入射下脈沖激勵(a)與編碼激勵(b),(c)的回波信號，發(fā)現(xiàn)脈沖激勵的回波更窄，缺陷分辨率更高，但其平均發(fā)射聲功率小，回波強度弱，尤其在激勵電壓較小的斜入射檢測環(huán)境下，缺陷回波信號難以分辨;然而編碼激勵回波信號強度更大，波形更加豐富，表明編碼激勵可以提升檢測信號的平均發(fā)射功率，便于缺陷的檢出。圖3右端0,1,2,3,4分別對應(yīng)表1中0#～4#管道樣品缺陷回波。

脈沖鑒頻法主要是根據(jù)不同頻率信號的疏密程度的不同來實現(xiàn)頻率鑒別[2]。本文采用脈沖鑒頻法作為編碼超聲信號的信源標識方法，實現(xiàn)二進制調(diào)頻編碼超聲回波信號內(nèi)隱含的二進制編碼信息的解調(diào)與各傳感器的身份信息識別。脈沖鑒頻原理圖如圖4所示。影響信源標識方法的主要因素包括脈沖鑒頻參數(shù)、激勵頻率組合以及傳感器性能參數(shù)等[5～7]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]積分判決的高效協(xié)同信號調(diào)制解調(diào)方法[J]. 劉晨,沙學(xué)軍,張文彬,陳葉菁.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[2]編碼激勵超聲流量測量平臺[J]. 蒲誠,張濤,呂方.  傳感器與微系統(tǒng). 2009(10)

博士論文
[1]醫(yī)學(xué)超聲成像中的編碼激勵技術(shù)及其性能優(yōu)化的研究[D]. 傅娟.華南理工大學(xué) 2014

碩士論文
[1]基于編碼超聲與信源標識技術(shù)的管道缺陷檢測方法研究[D]. 劉明宇.江蘇大學(xué) 2018



本文編號：3621888