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Techniques and physical properties of 10MHz short pulse focused ultrasonic transducer 被引量:1
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作者 ZHU Guozhen, YANG Yong, LU Kean (Department of Physics, Tsinghua University, Beijing 100084, China) 《声学技术》 CSCD 2004年第S1期15-17,22,共4页
A focused ultrasonic transducer used for biomedical purposes with a fundamental frequency of 10MHz and a pulse width of one and a half periods is described in this paper. Its physical properties are given including (1... A focused ultrasonic transducer used for biomedical purposes with a fundamental frequency of 10MHz and a pulse width of one and a half periods is described in this paper. Its physical properties are given including (1) focused acoustic field recorded by an optical means, (2) electric waveform for triggering the transducer and the corresponding waveform of the wave received by another transducer, and (3) result of tests on a sample object. 展开更多
关键词 focusED TRANSDUCER SHORT pulse ultrasonic MEDICINE NONDESTRUCTIVE testing
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基于超声扩散场信号的近场缺陷非线性全聚焦成像
2
作者 张海燕 黄强 +2 位作者 张辉 朱文发 朱琦 《声学技术》 北大核心 2025年第2期196-202,共7页
文章提出一种基于扩散场信息的非线性全聚焦方法 (nonlinear total focusing method, NTFM),解决了超声相控阵近场处缺陷检测时,受盲区影响造成横向分辨率低的问题。在对锆合金板缺陷进行检测时,靠近超声相控阵探头的缺陷信号淹没在盲... 文章提出一种基于扩散场信息的非线性全聚焦方法 (nonlinear total focusing method, NTFM),解决了超声相控阵近场处缺陷检测时,受盲区影响造成横向分辨率低的问题。在对锆合金板缺陷进行检测时,靠近超声相控阵探头的缺陷信号淹没在盲区中。所提方法利用信号间的空间相干性,实现对噪声的抑制,达到削弱盲区的目的。利用中心频率为0.5、1 MHz的线形相控阵探头激发兰姆波,对两块带有通孔缺陷的锆合金板进行实验,获得直接采集信号与扩散场信号。对扩散场信号互相关处理后得到重建信号,将重建信号与直接采集信号结合得到混合信号。对混合信号进行NTFM成像,实现缺陷的可视化图像。实验结果表明:与传统全聚焦成像法相比,NTFM成像抑制了伪像,提高了成像质量,降低了漏检率。文中提出的方法为提高薄板材料近场处缺陷成像的横向分辨率提供了新思路。 展开更多
关键词 超声相控阵 扩散场 非线性全聚焦 兰姆波
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锆合金棒材表面斜向缺陷水浸法超声检测技术
3
作者 冯运久 李恒羽 +1 位作者 许妍 卢辉 《应用声学》 北大核心 2025年第4期885-890,共6页
在采用超声波水浸法检测锆合金棒材表面斜向缺陷时,由于受到棒材表面曲率的影响,要实现纯横波入射并获得较高的信噪比和检测灵敏度变得异常困难。为解决这一难题,该文构建了一个数学模型。此模型用于模拟超声波在锆合金棒材中的传播路径... 在采用超声波水浸法检测锆合金棒材表面斜向缺陷时,由于受到棒材表面曲率的影响,要实现纯横波入射并获得较高的信噪比和检测灵敏度变得异常困难。为解决这一难题,该文构建了一个数学模型。此模型用于模拟超声波在锆合金棒材中的传播路径;同时确定超声波穿过水介质进入棒材时的内部折射角、当超声波从棒材内部射入人工刻槽与棒材表面形成端角反射时的入射角,二者之间的关系。同时还开发了另一个数学模型,用于确定施加超声波入射的角度和方向。在检测斜向缺陷的过程中采用线聚焦探头不仅获得了较高的信噪比和检测灵敏度而且大大提高了检测效率。这些研究结果为棒材表面斜向缺陷的水浸法超声波纯横波检测提供了有力的理论支持。 展开更多
关键词 棒材超声检测 线聚焦 斜向缺陷
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用于曲面构件超声相控阵检测的聚焦延时方法研究
4
作者 周扬帆 涂君 +3 位作者 毛轶豪 王慧珍 张旭 宋小春 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第2期222-230,共9页
为了提高曲面构件内微小缺陷的超声相控阵检测能力,提出了一种用于曲面构件的相控阵聚焦延时方法。本研究建立了线阵相控阵聚焦声场的瑞利积分数学模型,并对声场指向性分布规律进行了分析。应用斯涅尔定律分别推导了斜面和曲面构件中的... 为了提高曲面构件内微小缺陷的超声相控阵检测能力,提出了一种用于曲面构件的相控阵聚焦延时方法。本研究建立了线阵相控阵聚焦声场的瑞利积分数学模型,并对声场指向性分布规律进行了分析。应用斯涅尔定律分别推导了斜面和曲面构件中的聚焦延时法则,与传统的迭代遍历算法相比,该方法提高了延迟法则的计算效率,减少了界面结构对扫描声束波阵面的弯曲影响,从而充分发挥了线性相控阵的检测优势。在建立的曲面构件仿真模型中,基于所提聚焦延时方法,依次将延时施加于各阵元,仿真结果证明了声波能够在预设位置实现有效聚焦,并且该方法的计算时间相比于传统迭代遍历计算缩短了约70%。进一步地,展开实际检测实验,制作了含有Φ0.3 mm盲孔的环形钢试块,通过对比施加延时法则前后的B扫描图像和A扫信号图,实验结果表明,所提出的方法有效提高了曲面构件内微小缺陷的检测信噪比以及成像质量。 展开更多
关键词 曲面构件 超声相控阵 声场指向性 线阵聚焦 延时法则
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超声振动边界下亥姆赫兹腔室空化性能及涡行为分析
5
作者 侯博文 方珍龙 《流体机械》 北大核心 2025年第2期41-49,共9页
为了提升高湍流状态下亥姆赫兹式自振射流的工作能力,采用大涡模拟对由UDF动网格驱动的超声聚焦振动边界的自激振荡腔室内部的两相剪切流进行了数值仿真,并通过对比出口压力的模拟值与试验值,验证了模型的可靠性。对比分析有、无外加超... 为了提升高湍流状态下亥姆赫兹式自振射流的工作能力,采用大涡模拟对由UDF动网格驱动的超声聚焦振动边界的自激振荡腔室内部的两相剪切流进行了数值仿真,并通过对比出口压力的模拟值与试验值,验证了模型的可靠性。对比分析有、无外加超声振动激励和不同激励频率对射流流动的自激频率、速度特征和空化能力的影响。从能量转化角度揭示了腔室内部剪切特性增强的原因,对、有无激励下腔室内气相的分布和射流结构的各区间射流性能进行分析,阐明了超声激励下周期性涡结构的发展过程。结果表明,相比于普通射流,当超声激励为25 kHz时,自振频率提高了3.14倍,且主频和振荡幅值更加突出,但频域性能提升致使射流速度受到最大1.89%的抑制;伴随激励频率的上升,速度受抑制趋势并不显著;超声激励的存在促进了腔室内涡结构能量传递与反馈,加剧了腔室内剪切效应,使射流出口流道(0.5≤y/r_(2)≤0.81)范围内气相含量跃升,大幅度增强了自激振荡空化射流的能力。研究结果可为亥姆赫兹式自振射流的应用提供理论依据。 展开更多
关键词 自振空化射流 超声聚焦振动 动网格技术 涡结构
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稀疏阵元管道缺陷全聚焦相位相干成像研究
6
作者 王错 李兴昊 +2 位作者 王鹏飞 王晓娟 高鹤明 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第4期114-126,共13页
基于稀疏阵元全聚焦成像并融合相位相干加权因子,利用超声导波对管道缺陷进行成像研究。传统的全聚焦成像算法存在一些显著问题,例如全矩阵数据量庞大、处理成像所需时间过长以及信噪比相对较低,这些问题影响了超声导波在管道无损检测... 基于稀疏阵元全聚焦成像并融合相位相干加权因子,利用超声导波对管道缺陷进行成像研究。传统的全聚焦成像算法存在一些显著问题,例如全矩阵数据量庞大、处理成像所需时间过长以及信噪比相对较低,这些问题影响了超声导波在管道无损检测中的应用效果。因此,在传统全聚焦算法的基础上进行了针对性的优化,采用了稀疏阵元技术,将传统全矩阵的32阵元精简至8阵元,在保证声场覆盖的前提下使数据量减少16倍;其次为了保证减少阵元后的成像质量,同时引入相位相干加权因子(PCF),利用回波信号的相位一致性信息抑制噪声干扰,在保证成像质量的前提下显著提升计算效率。实验结果表明,相比传统32阵元全聚焦成像算法信噪比提升约120%,成像效率提升约38%;这不仅有效减少了成像时间,提高了成像效率,同时也提高了信噪比。针对管道中常见的多缺陷共存工况,利用全聚焦相位相干数据矩阵进行管道多缺陷叠加成像,通过利用管道中缺陷的相位信息,实现多缺陷信号的相位同步增强,提高了多缺陷的成像信噪比以及管道中多缺陷的检出率,该方法对双穿孔缺陷的成像信噪比从传统全聚焦相位相干成像的32.97 dB提升至42.69 dB,提升约30%。基于该方法的可靠性与有效性在管道缺陷中得到了验证。 展开更多
关键词 管道缺陷 多缺陷 超声导波 全聚焦方法 相位相干因子
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奥氏体不锈钢对接焊缝超声相控阵多模全聚焦成像研究
7
作者 李康 陈学东 +3 位作者 范志超 卜阳光 陈喆 程经纬 《压力容器》 北大核心 2025年第2期71-79,共9页
针对奥氏体不锈钢焊缝超声检测难度大、单探头检测易漏检等问题,提出一种基于超声相控阵多模式全聚焦成像的检测方法。通过建立奥氏体不锈钢焊缝仿真模型,分析不同模式下的成像效果,筛选出最优成像视图进行图像融合,并通过试验验证了该... 针对奥氏体不锈钢焊缝超声检测难度大、单探头检测易漏检等问题,提出一种基于超声相控阵多模式全聚焦成像的检测方法。通过建立奥氏体不锈钢焊缝仿真模型,分析不同模式下的成像效果,筛选出最优成像视图进行图像融合,并通过试验验证了该方法的有效性。试验结果表明,采用多模式全聚焦成像融合方法可实现对焊缝检测的全覆盖,能够检测出直径1mm、长度20mm的长横孔缺陷,横向位置偏差在1mm以内,缺陷定位精确,同时缺陷相关显示大幅减少。该研究可为奥氏体不锈钢焊缝的超声检测提供重要的理论依据和技术支持,对提高工程检测的可靠性和检测效率具有重要意义。 展开更多
关键词 超声相控阵 多模式全聚焦 图像融合 奥氏体不锈钢 焊缝
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基于全聚焦相控阵的机车车轮浅表层裂纹检测方法
8
作者 杨兴宽 潘碧琳 +3 位作者 黄永巍 李立凡 赵光波 黄浩 《中国铁路》 北大核心 2025年第2期81-88,共8页
针对机车不落轮旋修时,车轮浅表层缺陷难以检测、缺陷深度难以准确测量的问题,提出基于全聚焦算法(Total Focusing Method,TFM)的相控阵超声检测方法。根据不落轮旋修工位特点及检测需求设计工艺参数,通过CIVA仿真建模验证TFM对浅表层... 针对机车不落轮旋修时,车轮浅表层缺陷难以检测、缺陷深度难以准确测量的问题,提出基于全聚焦算法(Total Focusing Method,TFM)的相控阵超声检测方法。根据不落轮旋修工位特点及检测需求设计工艺参数,通过CIVA仿真建模验证TFM对浅表层裂纹检测成像的可行性和准确性,利用人工试块检测,研究不同角度和深度裂纹的回波特性,仿真和人工试块实验中裂纹深度的检测误差均可控制在7.00%以下,表明该方法可有效检测车轮中的浅表层裂纹。应用于某机务段机车不落轮旋修工位的实测中发现,经旋修证实共有9片车轮含浅表层裂纹,且最小裂纹深度为1.80 mm,裂纹深度检测误差平均值为0.63 mm,表明该方法检测盲区至少可缩小至踏面下1.80 mm,与现行标准5.00 mm相比缩小了64.00%。结果表明,该检测方法可准确检测机车车轮浅表层裂纹并定位深度,可为机车检修效率提高、经济性旋修模型优化提供技术支持。 展开更多
关键词 机车车轮 不落轮旋修 裂纹检测 相控阵超声检测 全聚焦算法
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改进型密集阵列全聚焦成像算法的碳纤维复合材料板损伤定位研究 被引量:3
9
作者 刘增华 王美灵 +2 位作者 朱艳萍 鲁朝静 何存富 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期120-132,共13页
本文针对各向异性碳纤维复合材料板的损伤定位问题,提出改进型密集阵列全聚焦成像方法。首先,考虑碳纤维复合材料板的各向异性,通过实验分析超声导波在板中的传播特性,得到沿不同传播方向的群速度值。其次,对密集型传感器阵列的参数进... 本文针对各向异性碳纤维复合材料板的损伤定位问题,提出改进型密集阵列全聚焦成像方法。首先,考虑碳纤维复合材料板的各向异性,通过实验分析超声导波在板中的传播特性,得到沿不同传播方向的群速度值。其次,对密集型传感器阵列的参数进行分析和优化研究,分别对不同阵列参数即阵元间距和阵元数量进行指向性函数的数值分析,优化阵列的参数,以保证阵列主瓣较窄、旁瓣较低且无栅瓣。然后,提出了一种考虑碳纤维复合材料板各向异性的改进型密集传感器阵列板结构缺陷定位算法。使用超声导波在碳纤维复合材料板中沿不同传播方向的群速度值,对全聚焦算法进行修正,并利用虚拟聚焦原理对板结构进行全聚焦成像。最后,通过布置碳纤维复合材料孔洞损伤实验,对基于密集阵列全聚焦成像方法的定位精度进行分析。实验结果表明,改进型密集阵列全聚焦成像算法的定位精度为1.00 mm,相较于使用单一群速度值,该方法在定位孔洞损伤缺陷时具有更高的精度。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 超声导波 密集阵列 全聚焦成像算法
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楔块耦合的碳纤维增强复合材料褶皱缺陷全聚焦成像 被引量:2
10
作者 张海燕 黄强 +2 位作者 张辉 朱文发 朱琦 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第5期1035-1043,共9页
褶皱是碳纤维增强复合材料中最主要的缺陷类型之一,当使用超声相控阵对复合材料薄板进行检测时,由于采集系统非线性效应和电子串扰等干扰会引发盲区现象,掩盖了薄板内的褶皱信息。为削弱盲区影响,考虑在相控阵与复合材料薄板(小于10 mm... 褶皱是碳纤维增强复合材料中最主要的缺陷类型之一,当使用超声相控阵对复合材料薄板进行检测时,由于采集系统非线性效应和电子串扰等干扰会引发盲区现象,掩盖了薄板内的褶皱信息。为削弱盲区影响,考虑在相控阵与复合材料薄板(小于10 mm)之间增加楔块,提出楔块耦合的最短路径射线追踪全聚焦方法。基于费马原理与斯涅耳定律,建立楔块耦合的多层介质超声波传播模型;制备含褶皱缺陷的碳纤维增强复合材料试样,搭建超声相控阵数据采集系统,采集全矩阵数据;将楔块耦合的最短路径射线追踪全聚焦方法和传统全聚焦方法的成像效果进行对比。结果表明,基于楔块耦合的最短路径射线追踪全聚焦方法能减小试样表面盲区深度,修正声时偏差,削弱盲区影响,恢复出试样内的褶皱缺陷。相比传统全聚焦方法,纤维褶皱长度、褶皱顶部高度、褶皱角度这3个参数表征的精准程度分别提高了5.9%、4.1%、4.2%。该文为碳纤维增强复合材料薄板褶皱缺陷的检测提供了新思路。 展开更多
关键词 超声相控阵 全聚焦方法 最短路径射线追踪 碳纤维增强复合材料 褶皱
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双探头梯形矩阵聚焦成像方法 被引量:1
11
作者 赵新玉 唱晓宇 张佳莹 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期280-283,408,409,共6页
R角是曲面变壁厚结构,传统超声检测方法难以对其轮廓和缺陷进行完整成像显示。针对此问题,首先,提出双探头全聚焦成像方法,实现R角区域的完整成像显示;其次,为了改善双探头全聚焦成像效率较低的问题,采用梯形矩阵聚焦成像算法,实现高效... R角是曲面变壁厚结构,传统超声检测方法难以对其轮廓和缺陷进行完整成像显示。针对此问题,首先,提出双探头全聚焦成像方法,实现R角区域的完整成像显示;其次,为了改善双探头全聚焦成像效率较低的问题,采用梯形矩阵聚焦成像算法,实现高效实时成像;最后,对典型变壁厚R角试件开展聚焦成像实验,验证了双探头梯形矩阵聚焦成像方法的有效性。结果表明,与传统单探头全聚焦成像方法相比,双探头梯形矩阵聚焦成像方法能够显示R角结构的完整内轮廓,并清楚显示和定位内部缺陷。 展开更多
关键词 超声无损检测 全聚焦成像 R角结构 缺陷检测
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圆柱类构件超声相控阵聚焦模型 被引量:1
12
作者 孔惠元 王鉴 +1 位作者 李仰军 韩焱 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第1期213-222,共10页
在利用平面相控阵超声换能器对圆柱类构件检测时,受曲界面结构引起的入射波和回波时延的影响,扫描声束的波阵面产生弯曲,在利用传统迭代遍历算法计算延迟时间时效率低,无法发挥相控阵换能器检测优势。针对上述问题,建立了一种基于圆柱... 在利用平面相控阵超声换能器对圆柱类构件检测时,受曲界面结构引起的入射波和回波时延的影响,扫描声束的波阵面产生弯曲,在利用传统迭代遍历算法计算延迟时间时效率低,无法发挥相控阵换能器检测优势。针对上述问题,建立了一种基于圆柱类构件特征和耦合介质特性的超声相控阵扫描成像的聚焦模型。该模型基于换能器、耦合介质、圆柱类构件材料特性和几何关系以及声线模型和折射定律,建立了耦合介质及被检构件的声速、曲面曲率半径、阵列与曲面间的距离等关联的延迟时间聚焦控制模型。利用该模型计算出的延时时间,对各阵元发射时间进行控制,从而实现扫描声束的聚焦。该文以液体和有机玻璃制介质楔块为例,对圆柱钢曲面的相控阵声束聚焦进行了仿真实验,结果表明该文方法计算效率显著提升,同时声束可以在预设位置实现聚焦,验证了该模型在计算效率上的优势与有效性。 展开更多
关键词 相控阵超声检测 圆柱类构件 聚焦模型
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基于频域合成孔径聚焦的输电线路钢管杆超声导波成像检测 被引量:1
13
作者 张鹏 徐贵 +3 位作者 赵拥华 周胜堃 薛有强 吕福在 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期362-368,共7页
输电线路钢管杆结构是一种带有拔梢斜度的大口径薄壁管,超声导波周向B扫描检测传感器激发的超声导波在钢管杆传播过程中存在波束扩散现象。为了解决钢管杆超声导波检测过程中波束扩散导致周向检测分辨率降低的问题,提出了一种钢管杆超... 输电线路钢管杆结构是一种带有拔梢斜度的大口径薄壁管,超声导波周向B扫描检测传感器激发的超声导波在钢管杆传播过程中存在波束扩散现象。为了解决钢管杆超声导波检测过程中波束扩散导致周向检测分辨率降低的问题,提出了一种钢管杆超声导波频域合成孔径聚焦方法(Synthetic Aperture Focusing Technique,SAFT)。采用文中构建的超声导波合成孔径成像检测装置对直径为608 mm的钢管杆进行超声导波扫查,可获得周向B扫描图像和频域合成孔径聚焦图像。对比钢管杆周向B扫描图像和频域合成孔径聚焦图像,频域合成孔径聚焦图像中散射体和通孔的周向检测分辨率明显优于B扫描图像,文章提出的钢管杆超声导波频域合成孔径聚焦方法能够显著改善超声导波周向检测分辨率。 展开更多
关键词 频域合成孔径聚焦 超声导波 钢管杆
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超声全聚焦成像的裂纹类缺陷定量误差分析
14
作者 康达 孔庆茹 +5 位作者 马啸啸 林珊珊 张宏 马兆光 吴慧慧 陈尧 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第2期136-145,共10页
虽然超声全聚焦成像(total focusing method,TFM)具有直观显示裂纹特征的明显优势,但通过TFM图像进行裂纹定量时不可避免地出现测量误差。该文采用模拟与实验对比的方式,分析TFM技术的裂纹定量误差。从超声波波长对缺陷深度的影响规律入... 虽然超声全聚焦成像(total focusing method,TFM)具有直观显示裂纹特征的明显优势,但通过TFM图像进行裂纹定量时不可避免地出现测量误差。该文采用模拟与实验对比的方式,分析TFM技术的裂纹定量误差。从超声波波长对缺陷深度的影响规律入手,分析和研究裂纹长度和取向的全聚焦图像测量误差原因。最后,通过模拟实验对比的方式验证裂纹定量误差。研究结果表明,裂纹上、下尖端的测量深度比实际深度均有所下沉,但两者下沉的深度基本相同,相差在0.6 mm以内,裂纹长度的测量误差范围为0~1 mm,带取向裂纹的取向测量误差基本保持在3°以内。因此,上、下尖端在深度上的测量误差对裂纹长度和取向的影响极小。经实验验证,裂纹深度、长度及取向误差的结论与模拟的结论一致。 展开更多
关键词 超声 全聚焦 定量误差 裂纹长度 裂纹取向
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铸造不锈钢机匣R角区域的水浸超声相控阵检测技术
15
作者 黄鑫章 陈振华 +3 位作者 李喆 王红源 赵玉琦 卢超 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期16-23,共8页
大型燃气涡轮发动机不锈钢机匣结构中包含大量R角区域,该区域因壁厚较大且是曲面结构,制造过程中容易出现微裂纹、气孔、夹杂等缺陷。射线检测因受到R角曲面的形状限制而无法布置射线底片,并且大厚度R角区域也很难被射线穿透,造成射线... 大型燃气涡轮发动机不锈钢机匣结构中包含大量R角区域,该区域因壁厚较大且是曲面结构,制造过程中容易出现微裂纹、气孔、夹杂等缺陷。射线检测因受到R角曲面的形状限制而无法布置射线底片,并且大厚度R角区域也很难被射线穿透,造成射线检测灵敏度下降、缺陷出现漏检。由此,提出大型不锈钢机匣R角区域内部缺陷的超声水浸相控阵检测技术。将相控阵探头布置于机匣内环曲面,通过修正曲面聚焦法则控制阵元发射超声波在R角区域形成聚焦声场;通过建立数值仿真模型分析聚焦法则修正前后的声场聚焦性能,同时分析了水距对聚焦声场的影响;最后,基于修正的聚焦法则和优化的水距开展机匣R焦区区域的超声相控阵检测试验。结果表明:通过曲面聚焦法则修正和水距优化可在R角区域形成聚焦声场,该区域扇形扫描图像质量得到明显改善;能够显示Φ1.5 mm当量尺寸的横孔缺陷并具有良好的检测分辨率,-6 dB法下定量相对误差低至6.7%。 展开更多
关键词 不锈钢机匣 R角区域 超声水浸相控阵 聚焦法则 水距
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基于改进稀疏表示的高衰减厚壁结构超声相控阵全聚焦成像 被引量:4
16
作者 周至伟 饶静 牛伟 《仪器仪表学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期246-255,共10页
针对常规超声相控阵在检测高衰减厚壁结构中存在的缺陷特征提取较难和信噪比较低的问题,采用了一种基于改进稀疏表示的超声信号处理方法来解决以上问题。首先对超声全矩阵捕捉数据进行预处理获得分段信号及其对应的时频参数。基于分段... 针对常规超声相控阵在检测高衰减厚壁结构中存在的缺陷特征提取较难和信噪比较低的问题,采用了一种基于改进稀疏表示的超声信号处理方法来解决以上问题。首先对超声全矩阵捕捉数据进行预处理获得分段信号及其对应的时频参数。基于分段信号的时频参数,构造出自适应Gabor子字典,再利用改进的支持匹配追踪算法对分段信号进行稀疏分解与重构。与常规正交匹配追踪算法相比,该改进支持匹配追踪算法结合了自适应Gabor子字典和l_(p)范数(0<p<1)。自适应Gabor子字典通过优化字典原子以更好地匹配信号特性,而l_(p)范数则提供了一种更灵活的稀疏度测量方式,这使得该算法能够在紧凑的字典上更精确地重构超声信号,提高了重构信号的质量。最后,对处理后的全矩阵捕捉数据采用常规全聚焦成像算法实现超声成像。实验结果表明,改进稀疏表示能够准确提取缺陷信号和提高信噪比,提高了高衰减厚壁结构内部缺陷超声图像质量。 展开更多
关键词 高衰减厚壁结构 超声检测 信号处理 稀疏表示 全聚焦成像
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应用于斜楔块的子孔径虚拟源全聚焦成像
17
作者 熊政辉 陈俊超 +3 位作者 肖树坤 荆砚 何喜 陈尧 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第3期625-634,共10页
楔块斜入射检测工艺下,楔块会进一步降低全聚焦成像的缺陷检测能力。尤其是在检测大深度缺陷和粗晶材料时,全聚焦图像会因为缺陷回波幅值下降,导致缺陷图像的信噪比较低。为了提高入射能量,提出了应用于斜楔块的子孔径虚拟源全聚焦成像... 楔块斜入射检测工艺下,楔块会进一步降低全聚焦成像的缺陷检测能力。尤其是在检测大深度缺陷和粗晶材料时,全聚焦图像会因为缺陷回波幅值下降,导致缺陷图像的信噪比较低。为了提高入射能量,提出了应用于斜楔块的子孔径虚拟源全聚焦成像技术。研究结果表明:该技术通过延时控制子孔径阵元激励形成虚拟源发射,显著增加了射入到被检构件中的声能。在横向L值为20∼40 mm探头移动区间内,17∼38 mm深度范围内Φ3边钻孔幅值较黄铜全聚焦图像提高4.58∼7.12 dB;当钢制试块为被检对象时,在横向L值为30∼40 mm探头移动区间内,40∼65 mm深度范围内Φ1边钻孔幅值较全聚焦图像提高0.63∼2.35 dB。因此在该技术应用于楔块斜入射检测工艺下的粗晶材料检测,具有较好的检测效果。 展开更多
关键词 子孔径虚拟源 相控阵 全聚焦 超声检测 斜楔块
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高强度聚焦超声换能器焦点峰值声压联合定征方法
18
作者 吴德林 张亨达 +6 位作者 朱怀球 吴键 高申平 王宏远 俞醒言 郑音飞 姚磊 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期1718-1723,共6页
采用实验测量与理论计算相结合的方式,提出一种高强度聚焦超声换能器焦点峰值声压联合定征方法。对于孔径60 mm、焦距75 mm的聚焦超声换能器,在水中测量并仿真模拟线性压力波形,修正得到聚焦超声换能器的有效孔径和焦距。在高强度激励... 采用实验测量与理论计算相结合的方式,提出一种高强度聚焦超声换能器焦点峰值声压联合定征方法。对于孔径60 mm、焦距75 mm的聚焦超声换能器,在水中测量并仿真模拟线性压力波形,修正得到聚焦超声换能器的有效孔径和焦距。在高强度激励下对调整后的换能器模型进行数值计算,用零相位滤波器不失真地得到各谐波的初始相位信息,发现二次谐波、三次谐波相对基波的相对相位量随激励强度基本不变。利用光纤水听器对高强度聚焦超声换能器的各次谐波声压幅值的测量,结合仿真分析得到相位关系,各次谐波叠加得到焦点峰值声压。聚焦超声换能器在峰峰值电压V_(p-p)为250 V激励下,焦点正峰值声压为7.56 MPa,负峰值声压为-4.98 MPa。 展开更多
关键词 声学计量 高强度聚焦超声 焦点 峰值声压 联合定征 非线性声场
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基于超声时频分析与残差网络的生物组织变性识别
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作者 刘备 许克晖 +2 位作者 杨德智 彭梓齐 杨江河 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第1期40-43,共4页
为了能对高强度聚焦超声(HIFU)治疗过程中的生物组织进行实时准确的变性识别,提出了一种基于超声时频分析与残差网络(ResNet)的生物组织变性识别方法。首先,采用广义S变换(GST)方法对生物组织超声回波信号进行时频分析,得到二维时频图;... 为了能对高强度聚焦超声(HIFU)治疗过程中的生物组织进行实时准确的变性识别,提出了一种基于超声时频分析与残差网络(ResNet)的生物组织变性识别方法。首先,采用广义S变换(GST)方法对生物组织超声回波信号进行时频分析,得到二维时频图;然后,通过迁移学习,将在ImageNet数据集上训练得到的参数应用于超声回波信号数据集;最后,利用ResNet101模型从生物组织变性前后的时频图中学习和提取有效的变性信息,并可视化变性特征轨迹,实时地完成生物组织变性识别。实验结果表明:相较于现有基于信号能量,AR系数以及熵特征的变性识别方法,GST-ResNet方法无需人为经验选取特征参数,具有更高的识别率,可以实时准确地完成生物组织的变性识别。 展开更多
关键词 时频分析 残差网络 高强度聚焦超声 超声回波信号 变性识别
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聚焦超声汽雾冷却系统的试验分析及机理研究
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作者 赵江江 段超 高昂 《农业装备与车辆工程》 2024年第5期78-81,共4页
为实现环保、安全、绿色磨削,提高磨削过程的冷却效果,提出了一种分体式聚焦超声汽雾冷却系统,该系统由超声雾化器和超声聚焦器2部分组成。搭建试验平台对系统进行磨削试验,确定雾化器位置;测试了磨削力和磨削温度。测试结果表明:在聚... 为实现环保、安全、绿色磨削,提高磨削过程的冷却效果,提出了一种分体式聚焦超声汽雾冷却系统,该系统由超声雾化器和超声聚焦器2部分组成。搭建试验平台对系统进行磨削试验,确定雾化器位置;测试了磨削力和磨削温度。测试结果表明:在聚焦超声汽雾冷却系统作用下,磨削力会减小且冷却效果较好,系统可以实现较好的冷却效果。 展开更多
关键词 聚焦超声 汽雾冷却 超声雾化 绿色磨削
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