摘要：建立了基于多级半带滤波器的超声相控阵聚焦延时系统,以提高仪器延时精度。研究了聚焦延时原理与延时算法的实现。首先,采用内插滤波的方法,设计了半带滤波器作为内插滤波器;然后,对8倍内插结构进行了改进,通过多级半带内插滤波器合成技术,将合成后的滤波器分解为8个子滤波器进行同时滤波,使得内插与多相分解可同时进行。最后,通过对延时算法的仿真分析与现场可编程门阵列(FPGA)的实现,验证了此算法的可行性。实验结果表明:该系统在100MHz采样率的条件下可实现1.25ns延时精度,与同性能普通有限长单位冲激响应(FIR)内插滤波器相比,运算量最大可减少21.4%。此方案在运算量、计算速度、分辨率、性价比方面均具有较大优势,非常适合于实时性强、精度高的聚焦延时算法的实现。

摘要：正交互补Golay(A、B)码是重要的超声相控阵系统编码激励码型,但两次激励可能会存在相对扫查位置变化而导致会影响解码性能,本文研究一种准单次正交互补Golay码超声编解码方法,该方法基于二元调相(0、π)理想编解码公式和AB激励转换因子的推导,实现A码一次实际激励而形成A、B码两次激励的效果,既可避免两次激励可能存在的问题又发挥了单次激励简单成熟优点,进一步设计了降噪解码模型,有效地降低了反卷积运算对噪声敏感度。通过加性高斯白噪声(AWGN)对整个系统进行仿真测试和基于现场可编程门阵列(FPGA)的实际测试,对8位Golay码进行准单次编码激励仿真测试降噪下就能获得20 d B的信噪比增益。最后,本文介绍了应用该方法的超声相控阵仪器在高难穿透材料的自动化检测的实验结果。

摘要：光声显微镜结合了光学成像的高分辨率和声学成像的组织穿透深度,在生物医学领域有着广泛的应用。随着技术的发展,其小型化系统有着新的发展机遇。然而,传统光声显微镜的光路受超声换能器的不透明影响,声-光共聚焦扫描需要复杂的模块,不利于光声系统的小型化发展。提出了基于透明超声换能器的光声显微镜,自主制作了7 MHz透明超声换能器,实现了小型化、低成本、大视场的同轴共焦成像模式。实验结果表明:基于透明超声换能器的光声显微镜,横向分辨率为18.0μm,信噪比高达38 dB,成像范围可达16 mm×16 mm。对小鼠鼠耳皮下血管的成像实验验证了系统具有成像生物组织网络的能力。

摘要：针对某型号车用变速箱齿轮电子束焊缝,通过对比传统目视检测以及常规超声检测方法的局限性,结合相控阵超声检测理论,提出了一种用自聚焦线阵探头配合短前沿楔块进行相控阵超声无损检测的方法,设计了一套针对该种齿轮焊缝检测的自动化相控阵超声检测系统。该系统30 s内即可自动完成一个齿轮焊缝的全记录成像检测、焊缝缺陷自动分析识别、缺陷工件自动剔除分选等全流程操作,并在某汽配厂现场进行了实际运用。结合射线检测、渗透检测以及破坏性解剖等方法对该系统性能进行了二次验证。验证结果表明该系统在该型号车用齿轮焊缝检测上具有实用性和准确性。

摘要：本文主要介绍了运用小波降噪技术消除全聚焦成像(TFM)中的伪像的方法,解决由全聚焦传统实现方法所引入的伪像问题。根据全聚焦伪像的成像特点,通过对DB4小波的分析,设计了一种改进型的小波滤波器设计结构,该滤波器具有较低的运算复杂度。实验结果表明,该改进型小波滤波器在全聚焦成像过程中对真正的缺陷回波信号不产生影响,同时又能有效的消除伪像。

摘要：金属构件在加工和服役过程中产生的残余应力会使其产生形变或应力疲劳,严重危害关键结构的安全性。现有超声应力检测技术存在温度耦合效应大且无法检测不同深度应力等问题,基于临界折射纵波的声弹性原理,设计并研制了四通道差分式超声应力检测仪。该仪器基于现场可编程门阵列(FPGA)设计,由超声发射电路、接收电路、信号处理电路和操作软件等部分组成。配合定制的组合式超声激励探头与双宽带接收探头,可以实现4个不同频率的超声临界折射纵波应力同步测量,有效地避免了温度耦合和不同频率探头声学耦合的问题。通过标准拉伸试验对铝合金和钛合金试样进行了应力测量,表明该仪器可以满足四通道应力测量。

摘要：依据超声相控阵成像原理和被检工件类型,设计了GIS直线导体环焊缝检专用探头和斜楔,并提出了该类工件的超声相控阵检测方案。检测结果显示,超声相控阵技术较常规超声波检测技术有着近场区小、分辨力高等优越性,能够对GIS直线导体周向环焊缝进行完整有效检测,并对缺陷进行准确定位。

摘要：为提高超声相控阵扫查的信噪比、扫查范围和扫查灵活性,试研制256阵元多组扫查超声相控阵系统,简述其指标,以及探头、主机和PC机方案。