超声相控阵技术与各向同性固体中圆柱散射体的声场研究
发布时间：2020-05-01 15:01
【摘要】：超声相控阵技术作为一门较新的工业无损检测技术,近年来得到了快速的发展。它可以灵活的实现声束的偏转和聚焦,摆脱了对构件形状的限制,具有操作方便、扫查范围大、实时成像等优点,因此可广泛应用于医学、工业构件检测、航空航天、海洋检测、轨道和油气管道检测等领域。但对于内部缺陷复杂的构件,声散射比较严重对成像检测是一个挑战,本文把相控阵技术应用到固体中的圆柱形物体引起的散射场的研究中,开展了一部分工作。首先比较了超声相控阵技术和合成孔径技术的异同,构建了钢构件中空气泡的仿真模型,得到了相控发射下声波受阻碍后的瞬态声场,依据合成孔径原理对线阵元探头单独逐个进行信号收发,得到了经过延时处理和阵列叠加后的总声场,然后改变聚焦位置,做一组聚焦在缺陷附近的声场信号,最后把信号按照声程定位,绘制了声压三维图和成像图,对气泡进行了定位。提出了一种把相控阵技术应用到柱形物体引起的散射的方法,从经典的平面波入射下弹性柱体的散射理论出发,在仿真模型中进行验证,然后分别得到了线阵列发射和相控阵的偏转和聚焦功能下的散射场分布,并与理论解做了对比。结果表明,相控信号发射下声场的强度有所提高,同时可以改善散射声压的分布,声场更平滑。最后相控阵技术应用到了双圆柱的散射场中。最后用相控阵技术对固体中非均匀媒质的散射场做了初步的研究,根据均匀媒质模型和多重散射理论,构建了固体媒质中填充微小散射体的模型,绘制了散射体在不同体积分数下的散射声压分布,然后研究了不同材料引起的正向、背向、侧向的散射纵波和横波,分析了散射波的特点。
【图文】：
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本文编号：2646771
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