超声相控阵检测成像系统研发
发布时间：2021-07-26 11:21
超声相控阵技术自推广以来,便成为了无损检测领域的研究热点之一。其阵列式排布的超声换能器一改传统超声检测的单探头模式,将探头分割为许多独立阵元,能够实现分立的控制。该特点使得探头所发射的超声波束有了更加灵活的扫查范围,其操作方便、灵敏度高、且能够可视化成像。近年来,在一些工业无损检测中,超声相控阵的应用解决了很多由于传统超声检测的局限而无法解决的问题。超声相控阵在工业检测中应用良好,本文针对其检测成像系统进行研究开发。考虑系统的经济性与便携性,通过FPGA与ARM结合的方式,采用基于Linux和Qt平台的嵌入式系统设计方案。基于超声相控阵技术原理,构建其检测成像系统的框架,主要进行软硬件通信接口、嵌入式驱动程序、交互界面的研发以及系统其他模块的整合工作。利用FPGA中的可配置存储器,配合ARM与FPGA逻辑与物理连接,实现一个作为数据交互中介的双向端口,来完成二者之间的数据通信;选用Linux作为嵌入式操作系统,搭建交叉开发环境,向目标板中移植必要的启动引导程序、内核及根文件系统,并设计FPGA作为字符设备的驱动程序;采用Qt Designer进行图形界面设计,通过事件与信号/槽机制建立...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
便携式超声相控阵检测仪器
声束发射示意图 （b）间隔激励阵元的声束偏图 2.1 相控阵超声发射示意图被检测对象某一处的结构信息，需要将超声波束的列探头中阵元晶片的激励延时，可使超声波束聚焦的延时法则。先激励阵列换能器左右两端的阵元，经过一段时间的一对阵元。如此渐进，便可形成指向一个曲率中的超声波同相叠加故而增强，而该点以外超声波异焦。该曲率中心即相控焦点，阵列换能器中每个阵d
nc超声接收中由于存在缺陷，会导致该处的声阻抗特性与周围其他部分相到不均匀介质，会发生反射和散射。因此，若被检对象中存在测时向其中发射的超声波束会在两者交界处发生反射。反射回信息，由阵列换能器接收后，经过一系列数据处理，便可获知相当于相控发射的逆过程，如图 2.3 所示。与发射时需要对阵收时，因为缺陷处相距各阵元的距离不同，故超声波束经损伤也不尽相同。如此一来，在对各通道超声回波信号进行叠加之时间，保证合成声束相位对齐，以增强回波信号。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于嵌入式的多路肌电信号采集系统的设计[J]. 王梦,葛斌,朱政康,师岩琳. 生物医学工程研究. 2017(01)
[2]基于S5PV210的1080P网络摄像头设计[J]. 李宇成,黄堂猛. 计算机工程与设计. 2014(11)
[3]基于ARM+FPGA的高精度数据采集系统设计[J]. 张淑梅. 国外电子测量技术. 2014(11)
[4]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)
[5]基于ARM和FPGA的红外系统数据交换驱动设计[J]. 王小平,吴伟. 电视技术. 2014(11)
[6]嵌入式Linux系统中基于QT库的应用程序设计[J]. 田磊. 实验室研究与探索. 2014(05)
[7]Linux的驱动开发分析[J]. 姜远志. 无线互联科技. 2014(01)
[8]Cyclone Ⅳ系列FPGA的配置方式及其工程应用[J]. 赵勇,孟李林,李小龙. 微型机与应用. 2013(19)
[9]相控阵超声检测技术研究与应用概况[J]. 潘亮,董世运,徐滨士,刘彬. 无损检测. 2013(05)
[10]Linux设备驱动模型框架的分类研究[J]. 宁玉玲,陈琼,马扬龙. 现代电子技术. 2013(04)
硕士论文
[1]基于S5PV210的频谱监测设备嵌入式系统设计与实现[D]. 牛崇.电子科技大学 2016
[2]超声相控阵成像系统技术研究及软件实现[D]. 汪文.南京航空航天大学 2016
[3]基于嵌入式Linux和Qt/E的数据采集系统的开发与应用[D]. 刘伟.中国矿业大学 2014
[4]超声相控阵检测系统成像技术研究[D]. 郭艳.南京航空航天大学 2014
[5]超声相控阵检测与成像技术的研究[D]. 胡志南.华南理工大学 2013
[6]基于嵌入式Linux数据采集系统的软件设计与实现[D]. 王琼.电子科技大学 2013
[7]基于Qt/E的嵌入式图形用户界面的研究与应用[D]. 吴贺猛.南京邮电大学 2013
[8]超声相控阵成像算法研究及软件系统设计[D]. 许药林.南京航空航天大学 2012
[9]超声相控阵检测硬件系统设计[D]. 朱晛.南京航空航天大学 2012
[10]相控阵超声成像关键技术的FPGA设计与实现[D]. 沈祥华.南京航空航天大学 2012
本文编号：3303471
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
便携式超声相控阵检测仪器
声束发射示意图 （b）间隔激励阵元的声束偏图 2.1 相控阵超声发射示意图被检测对象某一处的结构信息，需要将超声波束的列探头中阵元晶片的激励延时，可使超声波束聚焦的延时法则。先激励阵列换能器左右两端的阵元，经过一段时间的一对阵元。如此渐进，便可形成指向一个曲率中的超声波同相叠加故而增强，而该点以外超声波异焦。该曲率中心即相控焦点，阵列换能器中每个阵d
nc超声接收中由于存在缺陷，会导致该处的声阻抗特性与周围其他部分相到不均匀介质，会发生反射和散射。因此，若被检对象中存在测时向其中发射的超声波束会在两者交界处发生反射。反射回信息，由阵列换能器接收后，经过一系列数据处理，便可获知相当于相控发射的逆过程，如图 2.3 所示。与发射时需要对阵收时，因为缺陷处相距各阵元的距离不同，故超声波束经损伤也不尽相同。如此一来，在对各通道超声回波信号进行叠加之时间，保证合成声束相位对齐，以增强回波信号。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于嵌入式的多路肌电信号采集系统的设计[J]. 王梦,葛斌,朱政康,师岩琳. 生物医学工程研究. 2017(01)
[2]基于S5PV210的1080P网络摄像头设计[J]. 李宇成,黄堂猛. 计算机工程与设计. 2014(11)
[3]基于ARM+FPGA的高精度数据采集系统设计[J]. 张淑梅. 国外电子测量技术. 2014(11)
[4]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)
[5]基于ARM和FPGA的红外系统数据交换驱动设计[J]. 王小平,吴伟. 电视技术. 2014(11)
[6]嵌入式Linux系统中基于QT库的应用程序设计[J]. 田磊. 实验室研究与探索. 2014(05)
[7]Linux的驱动开发分析[J]. 姜远志. 无线互联科技. 2014(01)
[8]Cyclone Ⅳ系列FPGA的配置方式及其工程应用[J]. 赵勇,孟李林,李小龙. 微型机与应用. 2013(19)
[9]相控阵超声检测技术研究与应用概况[J]. 潘亮,董世运,徐滨士,刘彬. 无损检测. 2013(05)
[10]Linux设备驱动模型框架的分类研究[J]. 宁玉玲,陈琼,马扬龙. 现代电子技术. 2013(04)
硕士论文
[1]基于S5PV210的频谱监测设备嵌入式系统设计与实现[D]. 牛崇.电子科技大学 2016
[2]超声相控阵成像系统技术研究及软件实现[D]. 汪文.南京航空航天大学 2016
[3]基于嵌入式Linux和Qt/E的数据采集系统的开发与应用[D]. 刘伟.中国矿业大学 2014
[4]超声相控阵检测系统成像技术研究[D]. 郭艳.南京航空航天大学 2014
[5]超声相控阵检测与成像技术的研究[D]. 胡志南.华南理工大学 2013
[6]基于嵌入式Linux数据采集系统的软件设计与实现[D]. 王琼.电子科技大学 2013
[7]基于Qt/E的嵌入式图形用户界面的研究与应用[D]. 吴贺猛.南京邮电大学 2013
[8]超声相控阵成像算法研究及软件系统设计[D]. 许药林.南京航空航天大学 2012
[9]超声相控阵检测硬件系统设计[D]. 朱晛.南京航空航天大学 2012
[10]相控阵超声成像关键技术的FPGA设计与实现[D]. 沈祥华.南京航空航天大学 2012
本文编号：3303471
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