基于FRI的阵列超声信号稀疏采样硬件实现方法研究
发布时间：2021-06-14 06:55
超声阵列检测技术具有扫查效率高,获取缺陷信息丰富,便于成像等特点而在工业和医学领域得到广泛应用。然而,随着阵列检测技术不断发展,带来的诸如采集数据量大的问题也日趋突出,给信号的传输、采集、存储、以及后处理造成困难。奈奎斯特常规数据采样是基于频率信息的完整性的,这是通过采样信号在时域的稠密性来保证的,因此采集数据量大,再加之超声信号频率较高,检测中产生的海量数据严重制约了超声检测技术的发展。而基于有限新息率（Finite Rate of Innovation,FRI）的稀疏采样理论在近几年得到了广泛的重视,但不管是理论研究,还是物理电路实现方法研究均是针对单路超声信号的,还没有开展对超声传感器阵列FRI稀疏采样的研究,若简单地用单传感器稀疏采样电路叠加来实现阵列信号的稀疏采样,必然导致电路系统过于复杂和庞大。为此,论文构建了基于合成共享采样核的阵列超声FRI稀疏采样构架,从理论上研究了该构架,提出了基于正序规则的阵列脉冲合成方法、基于椭圆低通滤波器的阵列脉冲合成信号采样核实现方法,并设计制作了基于该构架的阵列稀疏采样硬件电路,通过仿真和试验验证了该方法的可行性,试验结果表明,该方法能有效...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
现有的FRI采样前端电路模块实物图
(3.21)计算得到线阵探头斜入射检测时的х 的х ( ) х ( ) 计算得到的х 值，可由式(3.15)和(3.16)确定当前 ，从而确定斜入射检测时各阵元的最小延迟时间时间确定实例射检测声阵列探头及试块样品，对直入射情况下的阵列回波。采用的阵列传感器为汕超公司的 4L16-C10 线阵探标准探伤试块，探头与试块实物如图 3.8 所示，探头所示。
表 3. 1 探头与试块样本参数Tab.3.1 Parameters of ultrasonic array sensor and specimen名称 参数声阵列探头探头类型 线阵阵元数 16阵元间距 1 mm近场区 5 mm试块样本材料 碳钢厚度 45 mm纵波声速 5900 m/s横波声速 3230 m/s中参数，设定有效检测区域横向宽度为 9 mm，纵向深度数： Ё ( ) (Ё ) 代入式(3.18)中计算得到当前条件下有效检测区域内任意缺陷 ( ) 下的х 的值，得到的х 的值与缺陷位置的关系如图
【参考文献】：
期刊论文
[1]先进超声检测技术的研究应用进展[J]. 周正干,孙广开. 机械工程学报. 2017(22)
[2]采样方法研究综述[J]. 宋寿鹏,邵勇华,堵莹. 数据采集与处理. 2016(03)
[3]用于医学超声成像的高效正交解调器（英文）[J]. Hao ZHOU,Yin-fei ZHENG. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2015(04)
[4]SoS滤波器及其在工业超声波成像中的应用[J]. 戴光智,韩国强,林伟毅,欧阳显跃. 华南理工大学学报(自然科学版). 2014(01)
[5]超声无损检测技术的现状和发展趋势[J]. 李灼华. 硅谷. 2013(21)
[6]压缩感知基本理论:回顾与展望[J]. 邵文泽,韦志辉. 中国图象图形学报. 2012(01)
[7]多频合路器单元关键技术设计[J]. 汪自浒. 低温与超导. 2011(07)
[8]光纤延迟线应用研究动态[J]. 张春熹,张晓青,胡姝玲. 中国激光. 2009(09)
[9]基于有限新息率采样理论的超宽带信道估计[J]. 孙政委,葛利嘉,薛峰,屈原. 现代电子技术. 2009(17)
[10]压缩感知理论及其研究进展[J]. 石光明,刘丹华,高大化,刘哲,林杰,王良君. 电子学报. 2009(05)
博士论文
[1]参数化的超声回波模型及其参数估计[D]. 卢振坤.华南理工大学 2013
[2]阵列信号处理在雷达和移动通信中的应用研究[D]. 陶建武.吉林大学 2004
硕士论文
[1]基于指数再生核的超声信号稀疏采样方法研究[D]. 申静静.江苏大学 2018
[2]基于FRI的超声信号稀疏采样硬件实现方法研究[D]. 江洲.江苏大学 2017
[3]面向雷达信号的有限新息率采样技术研究[D]. 练思杰.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于压缩感知的声矢量阵列信号处理[D]. 刘珊珊.东南大学 2016
[5]超声回波参数估计及其在管道缺陷检测中的应用[D]. 邵勇华.江苏大学 2016
[6]新型延迟线的研究[D]. 陈昱宇.电子科技大学 2009
[7]非带限信号采样技术研究及其在UWB通信中的应用[D]. 武洁.南京理工大学 2006
本文编号：3229305
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
现有的FRI采样前端电路模块实物图
(3.21)计算得到线阵探头斜入射检测时的х 的х ( ) х ( ) 计算得到的х 值，可由式(3.15)和(3.16)确定当前 ，从而确定斜入射检测时各阵元的最小延迟时间时间确定实例射检测声阵列探头及试块样品，对直入射情况下的阵列回波。采用的阵列传感器为汕超公司的 4L16-C10 线阵探标准探伤试块，探头与试块实物如图 3.8 所示，探头所示。
表 3. 1 探头与试块样本参数Tab.3.1 Parameters of ultrasonic array sensor and specimen名称 参数声阵列探头探头类型 线阵阵元数 16阵元间距 1 mm近场区 5 mm试块样本材料 碳钢厚度 45 mm纵波声速 5900 m/s横波声速 3230 m/s中参数，设定有效检测区域横向宽度为 9 mm，纵向深度数： Ё ( ) (Ё ) 代入式(3.18)中计算得到当前条件下有效检测区域内任意缺陷 ( ) 下的х 的值，得到的х 的值与缺陷位置的关系如图
【参考文献】：
期刊论文
[1]先进超声检测技术的研究应用进展[J]. 周正干,孙广开. 机械工程学报. 2017(22)
[2]采样方法研究综述[J]. 宋寿鹏,邵勇华,堵莹. 数据采集与处理. 2016(03)
[3]用于医学超声成像的高效正交解调器（英文）[J]. Hao ZHOU,Yin-fei ZHENG. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2015(04)
[4]SoS滤波器及其在工业超声波成像中的应用[J]. 戴光智,韩国强,林伟毅,欧阳显跃. 华南理工大学学报(自然科学版). 2014(01)
[5]超声无损检测技术的现状和发展趋势[J]. 李灼华. 硅谷. 2013(21)
[6]压缩感知基本理论:回顾与展望[J]. 邵文泽,韦志辉. 中国图象图形学报. 2012(01)
[7]多频合路器单元关键技术设计[J]. 汪自浒. 低温与超导. 2011(07)
[8]光纤延迟线应用研究动态[J]. 张春熹,张晓青,胡姝玲. 中国激光. 2009(09)
[9]基于有限新息率采样理论的超宽带信道估计[J]. 孙政委,葛利嘉,薛峰,屈原. 现代电子技术. 2009(17)
[10]压缩感知理论及其研究进展[J]. 石光明,刘丹华,高大化,刘哲,林杰,王良君. 电子学报. 2009(05)
博士论文
[1]参数化的超声回波模型及其参数估计[D]. 卢振坤.华南理工大学 2013
[2]阵列信号处理在雷达和移动通信中的应用研究[D]. 陶建武.吉林大学 2004
硕士论文
[1]基于指数再生核的超声信号稀疏采样方法研究[D]. 申静静.江苏大学 2018
[2]基于FRI的超声信号稀疏采样硬件实现方法研究[D]. 江洲.江苏大学 2017
[3]面向雷达信号的有限新息率采样技术研究[D]. 练思杰.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于压缩感知的声矢量阵列信号处理[D]. 刘珊珊.东南大学 2016
[5]超声回波参数估计及其在管道缺陷检测中的应用[D]. 邵勇华.江苏大学 2016
[6]新型延迟线的研究[D]. 陈昱宇.电子科技大学 2009
[7]非带限信号采样技术研究及其在UWB通信中的应用[D]. 武洁.南京理工大学 2006
本文编号：3229305
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