编码超声检测信号的信源标识方法

发布时间：2022-02-12 14:29

　　在多传感阵元组成的阵列检测场合,每一阵元发射的超声波是相同的,导致接收传感阵元无法有效区分发射源,制约了被测体空间声场的准确解算。采用二进制调频编码信号激励各传感阵元,在接收端通过脉冲鉴频电路对信号源进行身份信息识别,可以有效区分多传感阵元结构中的发射源。将该方法应用于管道缺陷检测试验中,结果表明:二进制编码超声信号的信源识别率为94. 8%,不仅实现了传感器阵列结构中各阵元回波信息的准确区分,还提高了检测信号的平均发射功率和回波信噪比。 

【文章来源】：传感器与微系统. 2020,39(05)CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

二进制编码信号时频域

为验证编码超声信号能够提高检测信号的平均发射功率。在相同激励电压下，以上述3位二进制编码信号(000码，001码)和窄脉冲信号为例，分别激励中心频率为5 MHz，分数带宽为70%的超声传感器，并对表1中的4种管道缺陷进行斜入射超声检测对比试验，各实测回波信号如图3所示。对比图3斜入射下脉冲激励(a)与编码激励(b),(c)的回波信号，发现脉冲激励的回波更窄，缺陷分辨率更高，但其平均发射声功率小，回波强度弱，尤其在激励电压较小的斜入射检测环境下，缺陷回波信号难以分辨;然而编码激励回波信号强度更大，波形更加丰富，表明编码激励可以提升检测信号的平均发射功率，便于缺陷的检出。图3右端0,1,2,3,4分别对应表1中0#～4#管道样品缺陷回波。

脉冲鉴频法主要是根据不同频率信号的疏密程度的不同来实现频率鉴别[2]。本文采用脉冲鉴频法作为编码超声信号的信源标识方法，实现二进制调频编码超声回波信号内隐含的二进制编码信息的解调与各传感器的身份信息识别。脉冲鉴频原理图如图4所示。影响信源标识方法的主要因素包括脉冲鉴频参数、激励频率组合以及传感器性能参数等[5～7]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]积分判决的高效协同信号调制解调方法[J]. 刘晨,沙学军,张文彬,陈叶菁.  哈尔滨工业大学学报. 2015(03)
[2]编码激励超声流量测量平台[J]. 蒲诚,张涛,吕方.  传感器与微系统. 2009(10)

博士论文
[1]医学超声成像中的编码激励技术及其性能优化的研究[D]. 傅娟.华南理工大学 2014

硕士论文
[1]基于编码超声与信源标识技术的管道缺陷检测方法研究[D]. 刘明宇.江苏大学 2018



本文编号：3621888