检索结果-南通市图书馆

耐γ辐射匹配层的制备及其在超声换能器的应用

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应用声学 2024年第3期43卷 641-647页

作者：李炫辉吴俊伟袁懋诞李明刘晓睿陈燕纪轩荣省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室、广东工业大学机电工程学院广州510006 中广核检测技术有限公司深圳518026 苏州热工研究院有限公司苏州215004

传统超声换能器由于匹配层等有机材料在射线辐照条件下引起化学键断裂而失效,从而影响检测的准确性。为了研制高性能耐辐射超声换能器,该文选择具有良好耐辐射性能的双酚A型环氧树脂作为基体,氧化铝陶瓷粉末作为无机填料,制备了不同氧... 详细信息

传统超声换能器由于匹配层等有机材料在射线辐照条件下引起化学键断裂而失效,从而影响检测的准确性。为了研制高性能耐辐射超声换能器,该文选择具有良好耐辐射性能的双酚A型环氧树脂作为基体,氧化铝陶瓷粉末作为无机填料,制备了不同氧化铝含量的匹配层(0∼80%),研究了该系列匹配层样品经过γ射线辐照后的颜色、密度、声速、声阻抗和声衰减的变化情况。随着辐照剂量的增加(0∼1000 kGy),样品的颜色逐渐加深,密度几乎保持不变,声速和声阻抗略有提高,声衰减变化不大。基于该匹配层,研制了中心频率为9 MHz的超声换能器,换能器辐照前后信号变化不大,表明该系列匹配层在较大剂量辐照下仍然具有良好的声学性能,是较为优异的耐辐射匹配层材料,具有较好的应用前景。

关键词：双酚A型环氧树脂匹配层 γ射线辐射超声换能器

基于宏微导向的ACO-MUSIC两级相控声源定位算法

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振动．测试与诊断 2024年第1期44卷 67-73,197页

作者：刘缘邓丽军程树添曾吕明纪轩荣广东工业大学机电工程学院广州510006 广东云声科技有限公司广州510006

针对传统的多重信号分类(multiple signal classification,简称MUSIC)算法定位声源位置时存在计算量大的问题,提出了一种基于宏微导向的蚁群(ant colony optimization,简称ACO)-MUSIC两级相控声源定位算法。首先,利用ACO估算出声源所在... 详细信息

针对传统的多重信号分类(multiple signal classification,简称MUSIC)算法定位声源位置时存在计算量大的问题,提出了一种基于宏微导向的蚁群(ant colony optimization,简称ACO)-MUSIC两级相控声源定位算法。首先,利用ACO估算出声源所在的宏观位置,再用MUSIC算法精确搜索声源所在的微观方位;其次,对提出的算法进行数值仿真,并搭建实验系统进行验证。仿真和实验结果表明,所提出的算法可以高精度、快速地定位出声源所在的位置;在搜索步距为0.05°时,算法的计算复杂度和计算时间仅为传统MUSIC算法的0.25%和2.8%。

关键词：宏微导向蚁群算法多重信号分类算法声源定位算法

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海底沉积物的基本地声结构与地声模型

海洋学报 2022年第9期44卷 145-155页

作者：邹大鹏伍智林孙晗刘伟纪轩荣肖体兵广东工业大学机电工程学院广东广州510006 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广东广州510006

为准确建立海底地声模型,本文探讨地声模型的基本组成和基本结构。通过样品实验室测量,分析南海海底表层沉积物的密度、孔隙度与声速随着埋深变化的关系,得出海底实际存在的低声速表面–声速缓慢变化类型、低声速表面–声速增大类型、... 详细信息

为准确建立海底地声模型,本文探讨地声模型的基本组成和基本结构。通过样品实验室测量,分析南海海底表层沉积物的密度、孔隙度与声速随着埋深变化的关系,得出海底实际存在的低声速表面–声速缓慢变化类型、低声速表面–声速增大类型、高声速表面–声速缓慢变化类型和高声速表面–声速增大类型4种典型地声结构;对比钻探测量,分析黄海海底沉积物的密度、孔隙度与声速随埋深变化关系,得出海底地声模型分层特征与地声结构组合特征。研究表明,地声模型可以归结为4种基本地声结构的组合,通过与底层海水声速、同层内声速剖面以及与上层海底沉积物下表面声速的比较,可以建立各种海底地声模型;基于实验室测量法建立的地声模型可以作为参考地声模型,但需要考虑实际海底温度和压力梯度以及海底沉积物的频散特性等,借助于声速比校正法和频散性理论模型进行计算及修正。

关键词：地声模型声速剖面海底沉积物声速频散

超快激光制备高频1-3型PIN-PMN-PT复合材料超声换能器

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压电与声光 2023年第2期45卷 288-293页

作者：刘友健雷智洪吴俊伟陈燕纪轩荣广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广东广州510006

与其他压电材料相比,1-3型压电单晶复合材料具有优异的压电性能和更匹配的声学特性,更有利于制备出性能优异的超声换能器。该文通过有限元软件COMSOL对复合材料的振动模态及阻抗特性进行了系统的研究,同时采用皮秒激光制备了高频1-3型Pb... 详细信息

与其他压电材料相比,1-3型压电单晶复合材料具有优异的压电性能和更匹配的声学特性,更有利于制备出性能优异的超声换能器。该文通过有限元软件COMSOL对复合材料的振动模态及阻抗特性进行了系统的研究,同时采用皮秒激光制备了高频1-3型Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PIN-PMN-PT)铁电单晶/环氧树脂复合材料,并进行了性能表征。该1-3复合材料机电耦合系数为0.65,声阻抗为19.96 MRayls。该复合材料可用于制备高频超声换能器,结果表明,换能器中心频率为17.68 MHz,-6 dB带宽为84.38%,插入损耗为-25.4 dB。

关键词： 1-3型压电复合材料 Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PIN-PMN-PT)单晶皮秒激光超声换能器有限元

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混合k空间经颅聚焦超声相位校正

应用声学 2023年

作者：闵尊清何佳儒吴灿文程中文曾吕明陈燕纪轩荣省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广东工业大学机电工程学院

经颅聚焦超声是一种非侵入性治疗方式，为脑功能性疾病的治疗提供了一种新思路，其常见的应用有血脑屏障打开、脑部肿瘤消融、神经调控等。由于颅骨的异质性，超声在传播过程中会产生畸变，需要一定的相位校正实现超声的聚焦。利用时间... 详细信息

经颅聚焦超声是一种非侵入性治疗方式，为脑功能性疾病的治疗提供了一种新思路，其常见的应用有血脑屏障打开、脑部肿瘤消融、神经调控等。由于颅骨的异质性，超声在传播过程中会产生畸变，需要一定的相位校正实现超声的聚焦。利用时间反转结合k空间伪谱可以实现对于非均匀的颅骨进行相位校正。然而，在相控聚焦过程中，同时提高相位校正的精度和减少计算的时间是一个矛盾的关系。该文提出伪谱法和角谱法相结合的混合k空间方法在较短时间内优化相位校正，k空间伪谱模拟非均匀的颅骨部分，角谱法模拟均匀的脑组织部分，并对经兔颅骨后的声场进行仿真与测试。结果表明，混合k空间和k空间相位校正方法得到焦点处的声压差和位置差较小，分别为3%和6%。在模型网格大小为310×310×300条件下，混合k空间相位校正方法的相位计算时间(14.98 min)与k空间方法(91.73 min)计算时间相比大幅降低，在脑超声治疗临床方面具有良好的应用前景。

关键词：聚焦超声相位校正角谱法 k空间

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厚度模压电超声换能器无源声学材料研究进展

应用声学 2022年第3期41卷 490-502页

作者：陈燕林兴国李明袁懋诞纪轩荣省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广东工业大学机电工程学院广州510006 中广核检测技术有限公司深圳215004

厚度模压电超声换能器作为超声波发射、接收以及电信号间转换的载体,是超声成像与检测系统的核心器件,一般由压电层、匹配层和背衬层3部分组成。超声换能器的性能一定程度上决定着整体超声设备的性能,影响了其在工业、医学、军事等领域... 详细信息

厚度模压电超声换能器作为超声波发射、接收以及电信号间转换的载体,是超声成像与检测系统的核心器件,一般由压电层、匹配层和背衬层3部分组成。超声换能器的性能一定程度上决定着整体超声设备的性能,影响了其在工业、医学、军事等领域的应用。该换能器的关键性能指标(带宽、灵敏度)除了受到压电层的影响,还与匹配层、背衬层等无源声学材料的设计密切相关。该文综述了近年来厚度模压电超声换能器无源声学材料(匹配层、背衬层和声透镜)的研究进展,提出了当前该类材料面临的难题和解决途径,并对其未来发展方向进行了展望。

关键词：厚度模压电超声换能器匹配层背衬层声透镜

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薄型层压复合材料的大视场激光超声检测研究

航空制造技术 2023年第22期66卷 53-59页

作者：曾吕明龙柏年廖为圣程中文纪轩荣广东工业大学精密电子制造技术与装备国家重点实验室广州510006

层压复合材料由两层或多层同种或异种材料叠压形成,因其优异的力学性能被广泛应用于航空、航天和航海等领域。然而在生产和使用阶段,层间易产生脱黏和分层等缺陷,极大影响构件的稳定性。目前,常用的接触式超声检测法存在盲区大、视场小... 详细信息

层压复合材料由两层或多层同种或异种材料叠压形成,因其优异的力学性能被广泛应用于航空、航天和航海等领域。然而在生产和使用阶段,层间易产生脱黏和分层等缺陷,极大影响构件的稳定性。目前,常用的接触式超声检测法存在盲区大、视场小、伪影多、需水耦合等局限性。结合激光超声与空耦超声的优点,搭建一套由八阵元250 kHz空耦超声换能器组成的非接触激光超声检测系统,对厚度分别为0.8 mm金属–碳纤维和0.3 mm金属–金属的薄型层压复合材料进行检测。系统不仅能清晰显示出样品内部的多个脱黏缺陷,还成功识别出由黏结层的压痕和气泡形成的微空洞缺陷,成像视场和信噪比分别高达220 mm和35 dB,并在与高频相控阵检测和X射线检测对比中展现出优异的成像对比度、分辨率和灵敏度。试验结果表明,开发的大视场空耦激光超声检测系统在大尺寸层压复合材料方面具有广阔的应用前景。

关键词：层压复合材料空耦激光超声阵列式空耦超声换能器大视场检测缺陷检测

准单次正交互补Golay码超声编解码方法研究

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仪器仪表学报 2016年第6期37卷 1309-1315页

作者：刘桂雄唐文明纪轩荣华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 广州市事故模拟仿真与物证溯源技术重点实验室广州510641 广州多浦乐电子科技有限公司广州510330

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... 详细信息

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。

关键词：正交互补Golay码准单次发射反卷积现场可编程门阵列

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钢轨中高频超声导波单模态激励技术研究

机械工程学报 2021年第18期57卷 23-31页

作者：廖林袁懋诞纪轩荣戴安帮广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广州510006

超声导波由于其长程传播和全截面覆盖等特性而在铁路轨道结构安全检测和监测领域中受到密切关注。而由于其频散和多模态特性,现有钢轨超声导波技术研究和应用主要集中于0~90 kHz的相对低频范围,从而导致其对微小缺陷的分辨力不足。对钢... 详细信息

超声导波由于其长程传播和全截面覆盖等特性而在铁路轨道结构安全检测和监测领域中受到密切关注。而由于其频散和多模态特性,现有钢轨超声导波技术研究和应用主要集中于0~90 kHz的相对低频范围,从而导致其对微小缺陷的分辨力不足。对钢轨中的道岔等关键位置的检测,通常不需要长距离监测,对微小缺陷的灵敏度有更高要求。为提高钢轨中超声导波的缺陷检测能力,故提出基于阵列传感技术激励高频范围的单模态超声导波。首先基于半解析有限元法研究钢轨超声导波的传播特性,得到CHN60型钢轨的频散曲线和模态振型。根据模态振型信息选取出对特定位置敏感的导波模态并确定其激励位置。通过三维有限元仿真,对激励传感器的阵元间距、阵列总长、激励周期和窗函数等参数进行学习和优化,实现了轨底100 kHz单模态超声导波的激励。该模态对轨底内部和表面缺陷(小至3 mm)都具有较高灵敏度。试验测试也表明,利用优化的激励条件可以在钢轨中激励出高信噪比的单模态超声导波。本研究所提出的钢轨高频单模态导波技术,可以实现多模态交错复杂高频区(高于100 kHz)模态的选择性激励,将为铁路轨道的关键区域(如道岔)微小缺陷的检测和监测提供理论基础和技术支撑。

关键词：钢轨超声导波单模态阵列传感器缺陷检测