超声相控阵成像质量及算法研究

发布时间：2022-01-10 16:49

　　近年来,国内将超声相控阵检测技术广泛应用在工业领域,逐渐形成了一个新的研究热点。超声相控阵检测技术是按照一定的规则和延时时间来激发换能器中的阵元产生超声波束,波束在发射出去后能够偏转和聚焦,当波束在传播过程中遇到缺陷,阵元接收从缺陷返回的回波信号,通过接收系统处理回波信号并成像。由于在接收系统下得到的成像质量较差、分辨率较低,因此本文通过对影响检测成像的三个参数、聚焦点和合成孔径技术的分析,以改善成像的质量、提高成像分辨率。本文讨论了影响成像的三个参数:对比度、空间分辨率、时间分辨率,通过仿真分析了空间分辨率对成像的影响,得到减小波束的有效宽度可以提高成像的横向分辨率、减小脉冲宽度可以提高成像的纵向分辨率。聚焦点的直径、深度对超声检测成像的分辨率有很大影响。通过MATLAB仿真得到减小系统延时时间精度、增大换能器中的阵元数和阵元间距,可以提高检测成像的纵向分辨率;提高系统的延时时间精度、减小波束的偏转角度、增大换能器中阵元的间距,以及在动态聚焦的条件下可以提高检测成像的横向分辨率;保持系统的延时时间精度不变,增大阵元数可以减小误差旁瓣;当增大系统的独立通道数,可以减小焦区的深度和焦点的... 

【文章来源】：成都理工大学四川省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

单聚焦点的发射接收散点成图

55 5-4 发射不同聚焦点数，相同聚焦点接仿真测试以知道，F#是用来衡量聚焦点程度的，随着 F#值的增大那么聚焦的程度的下降，通常取 F#=2。所以本次仿 0.5、1、2 时，融入变迹函数进行仿 F#的增大，系统检测成像中，对散法的实现下，系统的横向分辨率对

图 5-5 改变 F#的值，各散点的仿真图（5）改变换能器中阵元数在多点发射多点接收下仿真图 5-6 的仿真是在 SASB 算法下，改变换能器中的阵元数，在多点发射多点接收下进行的仿真。图（a）、（b）是分别选取阵元数为 32、64 时对检测块中各缺陷点的仿真图，通过对比可以看出，在保持其他条件下，增大换能器中各阵元的数量可以提高缺陷检测成像的分辨率。

【参考文献】：
期刊论文
[1]内镜超声合成孔径成像算法的并行实现[J]. 李溦,陈晓冬,李嘉科,汪毅,郁道银.  激光与光电子学进展. 2017(10)
[2]超声相控阵检测技术的发展及应用[J]. 靳世久,杨晓霞,陈世利,黄玉秋,郭薇.  电子测量与仪器学报. 2014(09)
[3]基于Cortex-M4的超声相控阵探测系统的设计[J]. 赵连睿,杨济民,李振江,李玉坤.  山东科学. 2013(02)
[4]轨道车辆轮对的关键力学问题及研究进展[J]. 赵永翔,高庆,张斌,刁克军.  固体力学学报. 2010(06)
[5]相控阵雷达的发展[J]. 陈立,潘谊春,郑凯.  舰船电子工程. 2009(05)
[6]超声相控阵技术 第三部分 探头和超声声场[J]. 李衍.  无损探伤. 2008(01)
[7]管道超声内检测发射电路设计[J]. 戴波,杨卓然,赵晶,田小平.  微纳电子技术. 2007(Z1)
[8]长输管线对接环焊缝自动相控阵超声波检测技术[J]. 韩相勇.  无损检测. 2006(05)
[9]超声波原理与现代应用探讨[J]. 王育慷.  贵州大学学报(自然科学版). 2005(03)
[10]B超合成接收孔径成像前端系统实现[J]. 毕永年,赖鹏,汪元美,黄宇星.  中国医学物理学杂志. 2004(02)

博士论文
[1]相控阵超声检测系统及其关键技术的研究[D]. 鲍晓宇.清华大学 2003

硕士论文
[1]合成孔径超声成像中波束合成算法研究[D]. 刘广.燕山大学 2015
[2]合成孔径聚焦技术在超声相控阵检测仪中应用[D]. 李筹.华南理工大学 2015
[3]超声相控阵高压发射与接收电路设计与仿真[D]. 邓鹰飞.华南理工大学 2014
[4]基于合成孔径聚焦的CRH动车轮对超声成像方法研究[D]. 杨洋.西南交通大学 2014
[5]基于FPGA的16通道超声相控阵控制系统的研究[D]. 郑彪.西南交通大学 2014
[6]超声相控阵成像检测技术的研究[D]. 史振.南京航空航天大学 2012
[7]数字图象数学形态学算法研究与应用[D]. 王继芳.中国人民解放军信息工程大学 2005



本文编号：3581053