检索结果-南通市图书馆

维普期刊数据库博看期刊

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于均方根速度的水浸超声合成孔径聚焦成像

仪器仪表学报 2016年第2期37卷 365-370页

作者：胡宏伟王泽湘彭凌兴王向红徐娜长沙理工大学特殊环境道路工程湖南省重点实验室长沙410114 工程车辆安全性设计与可靠性技术湖南省重点实验室长沙410114 中航工业北京航空材料研究院北京100191

为提高水浸超声合成孔径聚焦成像的计算效率,采用均方根速度模型进行时域合成孔径聚焦成像。通过均方根速度模型求解多层介质中声束传播时间,并与斯涅耳定律求解的精确传播时间进行对比,验证均方根速度模型的精度;以钢试块的水浸超声检... 详细信息

为提高水浸超声合成孔径聚焦成像的计算效率,采用均方根速度模型进行时域合成孔径聚焦成像。通过均方根速度模型求解多层介质中声束传播时间,并与斯涅耳定律求解的精确传播时间进行对比,验证均方根速度模型的精度;以钢试块的水浸超声检测为例,研究了B扫查成像、基于射线跟踪技术和基于均方根速度的合成孔径聚焦成像,提取了3种方法下缺陷孔沿横向中心轴线及纵向中心轴线处的电压幅值。分析结果表明,两种合成孔径聚焦成像方法的成像分辨率及信噪比基本一致,基于均方根速度的合成孔径聚焦成像效率提高约15倍,为水浸超声检测提供了一种高效的合成孔径聚焦成像方法。

关键词：合成孔径聚焦成像水浸超声检测射线跟踪技术均方根速度

基于延迟倍增的混凝土缺陷合成孔径聚焦成像方法研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于延迟倍增的混凝土缺陷合成孔径聚焦成像方法研究

作者：张婧湘潭大学

学位级别：硕士

混凝土因其耐用性和低成本而被广泛用于房屋建筑、桥梁和水工结构等各类工程结构。为确保人员和财产安全，保证结构正常运营，对各种混凝土结构进行准确的无损检测一直是工业和学术界研究的热点。超声波检测方法具有穿透能力强，检测设... 详细信息

混凝土因其耐用性和低成本而被广泛用于房屋建筑、桥梁和水工结构等各类工程结构。为确保人员和财产安全，保证结构正常运营，对各种混凝土结构进行准确的无损检测一直是工业和学术界研究的热点。超声波检测方法具有穿透能力强，检测设仪器简单且成本低等优点，所以采取此方法对混凝土的内部结构进行检测是最常见的无损检测方法。但超声波在混凝土中传播的弱方向性和强衰减性，传统超声检测方法难以准确识别其内部缺陷。对此，本文从合成孔径聚焦技术入手，研究了混凝土复杂的内部结构对超声检测图像的影响，同时针对混凝土实际检测时结构噪声大，缺陷信号难以有效提取的问题，提出将延迟倍增求和波束形成算法结合合成孔径聚焦成像技术应用到混凝土无损检测技术中。主要研究工作如下:　　(1)对混凝土结构无损检测的研究背景和国内外研究进展进行了概述，通过比较各种成像方法，确定论文研究方向;(2)分别介绍了合成孔径聚焦技术和延迟倍增求和算法的基本原理,详细阐述了超声波在混凝土中的传播机理，为实现准确检测混凝土结构缺陷和高分辨率成像奠定了理论基础;(3)根据合成孔径聚焦的基本理论编写相关的成像算法程序，虽然合成孔径聚焦成像技术能实现高成像分辨率，但成像结果可能会受底面回波信号及结构噪声的影响，为了解决这个问题进而提高成像质量，结合延迟倍增求和波束形成方法进一步编写算法，从而提高图像对比度，让算法得到进一步改进;(4)采用数值算例对提出的成像算法进行仿真分析。仿真研究采取有限元数值计算软件ABAQUS建立混凝土模型，并提取超声激励响应来验证所提出的方法。有限元数值算例后用合成孔径聚焦和DMAS算法处理得到具体成像结果，对算法进行了详细的研究和验证,表明该算法理论上能对混凝土结构进行高分辨率成像检测;(5)建立混凝土超声无损检测系统，试验浇筑包含不同缺陷的混凝土试件，试验中的混凝土试件成像结果与数值模拟结果基本一致，表明该算法能够有效识别混凝土缺陷。相比于超声B扫描图像，合成孔径聚焦的方法可以实现整个深度上更高、更均匀的超声图像质量，结合延迟倍增求和波束形成后，提供了具有更高对比度和更窄主瓣的增强图像质量。算法处理后的图像具有更高的信噪比，成像结果表明，论文所提出的算法能准确识别混凝土内部缺陷位置，为混凝土材料缺陷检测提供新的解决思路。

关键词：混凝土缺陷合成孔径聚焦成像延迟倍增波束形成

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

车载GPR数据合成孔径聚焦成像技术研究

车载GPR数据合成孔径聚焦成像技术研究

作者：熊洪强西南交通大学

学位级别：硕士

车载GPR隧道检测技术是一种无损、快速、连续检测隧道的新方法,它是未来隧道状态检测的发展方向。但因铁路隧道检测中方位向分辨率降低和接触网的干扰,影响了车载GPR剖面质量。本文针对车载GPR透过接触网远距离检测电气化铁路隧道引起... 详细信息

车载GPR隧道检测技术是一种无损、快速、连续检测隧道的新方法,它是未来隧道状态检测的发展方向。但因铁路隧道检测中方位向分辨率降低和接触网的干扰,影响了车载GPR剖面质量。本文针对车载GPR透过接触网远距离检测电气化铁路隧道引起水平分辨率降低和接触网干扰问题,提出快速合成孔径聚焦算法和无偏距自相关合成孔径聚焦算法,以提高车载GPR方位分辨率并削弱接触网对有效信号的影响。根据车载GPR检测电气化铁路隧道的特点和干扰来源,提出相适应的合成孔径聚焦成像算法,在提高方位向分辨率的条件下,对隧道强干扰目标聚焦达到削减金属干扰物对地下目标信号影响。并为衔接其它车载GPR数据处理步骤,将时域“延时求和”转换为“延时求和再平均”。详细推导了车载GPR合成孔径聚焦成像过程,针对车载GPR数据量大的特点,提出了封装延时矩阵“胞”的思想,提高运算速度。根据时域算法杂波干扰的特点,提出了无偏距自相关合成孔径聚焦算法。将这两种算法应用于数值模拟正演数据,分析了算法的运算速度和聚焦能力。快速合成孔径聚焦算法具有最快的运算速度,无偏距自相关合成孔径聚焦算法具有最好的聚焦效果,两者分别在原始峰值能量上提高了159.83%和356.41%。算法稳定性关系到算法精度,两种算法在相对介电常数误差?3范围内,变化不超过8%;界面拾取偏离?0.25m范围内,变化不超过15%;两种算法稳定性均能满足要求。利用多目标数值模拟,分析算法在多目标相互干扰的情况下的分辨能力。结果表明:在多目标相互干扰情况下,本文所提两种算法均能获得较好聚焦效果;能够分辨不同形状和不同大小的目标;无偏距自相关合成孔径聚焦算法在多目标模拟中表现出更好的效果。利用西成高铁隧道实测数据,验证了算法的有效性,两种算法均能够达到提高横向分辨率、聚焦干扰物、改善剖面质量以及不影响剖面特性的效果。两种聚焦成像算法可以将接触网吊柱在图像上5m宽度的双曲线聚焦成约0.5m宽的像点,而且像点下方的图像没有受到干扰。1km的隧道数据,快速合成孔径聚焦算法只需要约10min,无偏距自相关合成孔径聚焦算法需约60min,这两种算法可用于隧道检测数据预处理。传统的人工手举天线或液压升降天线的探地雷达隧道检测方法,遇到接触网吊柱,通常要在接触网吊柱前后漏检3m以上的距离。车载探地雷达天线在接触网的下面是连续检测,不存在漏检问题,但是雷达图像上存在接触网吊柱的双曲线干扰,而两种聚焦成像算法很好地解决了这一难题。这对车载GPR检测技术在高铁隧道检测中的应用提供了强有力的技术支撑。

关键词：车载GPR 合成孔径聚焦成像无偏距自相关数值模拟

基于超声频域合成孔径聚焦成像技术的板中缺陷成像研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

无损探伤 2023年第1期47卷 5-9页

作者：董浩郑钢丰刘松峰李泽胡峰鲍远超安徽理工大学安徽淮南232000

随着现代工业的迅速发展,人们对工业无损检测定量分析的要求也越来越严格。本文针对板中缺陷检测的问题在频域合成孔径算法理论的基础上,通过多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics进行数值模拟,将仿真得到的A扫数据导入MATLAB软件中进... 详细信息

随着现代工业的迅速发展,人们对工业无损检测定量分析的要求也越来越严格。本文针对板中缺陷检测的问题在频域合成孔径算法理论的基础上,通过多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics进行数值模拟,将仿真得到的A扫数据导入MATLAB软件中进行相位迁移算法处理,得到了二维缺陷重构图像,将50张引入阈值为0.3后的二维缺陷重构图像进行叠加得到了三维缺陷重构图。由缺陷重构结果可知,经过相位迁移算法处理后缺陷中心位置与仿真模型中预设位置X轴坐标相对误差范围为2%~2.5%,Y轴坐标相对误差范围为0%~2%。

关键词：合成孔径聚焦成像相位迁移缺陷重构超声检测

基于激光超声的矩形缺陷合成孔径成像方法仿真研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

激光与光电子学进展 2024年第10期61卷 199-208页

作者：何力郭华玲中北大学电气与控制工程学院山西太原030051

目前,激光超声合成孔径聚焦技术(SAFT)对内部缺陷的成像检测应用越来越多,对内部缺陷的成像质量要求也越来越高。基于合成孔径后处理成像方法,提出一种激光超声模式波在信号的多融合预处理技术下的成像优化方法,以实现对试件内部矩形缺... 详细信息

目前,激光超声合成孔径聚焦技术(SAFT)对内部缺陷的成像检测应用越来越多,对内部缺陷的成像质量要求也越来越高。基于合成孔径后处理成像方法,提出一种激光超声模式波在信号的多融合预处理技术下的成像优化方法,以实现对试件内部矩形缺陷的高质量检测。对采集的激光超声模式波依次进行差分计算、模式波包络提取、包络极大值线性插值、均值化去伪像的处理,再选取处理过的模式波进行SAFT成像。与未预处理的模式波成像结果的对比表明:后处理成像方法对缺陷的纵向深度探测误差平均降低了2.37%,横向宽度的检测误差平均降低了30.88%,使得缺陷的尺寸和位置判别更准确;成像质量显著提升,描述成像质量的能量梯度(EOG)函数平均值是预处理前的1.88倍。该后处理成像方法实现了对内部缺陷位置的定性精准判别、对尺寸的精准检测及高质量成像,为激光超声内部缺陷的检测方法提供了一种可能更优的后处理方案。

关键词：激光超声合成孔径聚焦成像多融合预处理成像优化缺陷检测

基于动态阵元合成孔径聚焦超声成像的平板陶瓷膜内部缺陷三维重建

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

陶瓷学报 2023年第2期44卷 345-353页

作者：雷震霆朱兴龙孙进马昊天梁立扬州大学机械工程学院江苏扬州225127

针对平板陶瓷膜内部缺陷可视效果差和超声三维重建运算数据量大等问题,提出了一种基于动态阵元合成孔径聚焦超声成像的平板陶瓷膜内部缺陷三维重建方法。动态阵元合成孔径聚焦超声成像方法是通过在缺陷区域使用多阵元合成孔径,在非缺陷... 详细信息

针对平板陶瓷膜内部缺陷可视效果差和超声三维重建运算数据量大等问题,提出了一种基于动态阵元合成孔径聚焦超声成像的平板陶瓷膜内部缺陷三维重建方法。动态阵元合成孔径聚焦超声成像方法是通过在缺陷区域使用多阵元合成孔径,在非缺陷区域使用单阵元合成孔径。采用动态阵元合成孔径聚焦超声成像方法获取多个位置序列的平板陶瓷膜的缺陷B扫描图像,并采用体绘制的方法,实现了平板陶瓷膜缺陷的三维可视化。实验结果表明,采用动态阵元合成孔径聚焦超声成像方法时划痕的重建相对误差在1.27%~2.70%之间,对孔洞的重建相对误差在2.38%~3.03%之间,重建速度平均提高了26.57%。通过对缺陷的三维重建,使得缺陷的呈现更加直观,为后续的缺陷分析的客观性提供了保障。提出的方法具有良好的适应性、经济性,在无损检测领域有重要的意义。

关键词：动态阵元合成孔径聚焦成像平板陶瓷膜超声成像三维重建

CFRP层板损伤空气耦合兰姆波成像检测研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

CFRP层板损伤空气耦合兰姆波成像检测研究

作者：吴霞南昌航空大学

学位级别：硕士

大型薄板构件由于其质量轻,力学性能好等优点,被广泛应用于各大重要领域,如铝板和碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)层板在航空航天领域应用广泛,大大减轻了飞机的重量,降低了耗油量,极大的提高了运输效率,节约能... 详细信息

大型薄板构件由于其质量轻,力学性能好等优点,被广泛应用于各大重要领域,如铝板和碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,CFRP)层板在航空航天领域应用广泛,大大减轻了飞机的重量,降低了耗油量,极大的提高了运输效率,节约能源。然而,尽管薄板构件在水平方向的抗拉压性能良好,但其在在垂直方向的抗冲击性能较差,在制造过程和服役状态下由于受到外界冲击,在层板内部和外部形成冲击损伤,对结构安全性带来了极大的隐患。空气耦合超声兰姆波检测方法由于非接触和快速高效的优势成为航空航天领域薄板构件无损检测技术研究的重点方向。本文首先基于兰姆波在薄板中传播的基本理论,分析了兰姆波在各向同性与各向异性层板中的传播特性,并对对称与反对称模式兰姆波的波结构和探头接收位置对回波信号的影响进行讨论。由于反对称模式的泄漏兰姆波具有较大的离面位移,故选择A0模式兰姆波作为检测模式波。相比于透射式(pitch-catch)接收信号,脉冲反射式(pulse-echo)接收方式接收到的缺陷回波信号具有时间信息,本文采用脉冲反射式激励接收A0模式兰姆波对薄板进行成像检测。在实验测量上,采用一对0.2 MHz和一对0.4 MHz中心频率的空气耦合超声探头通过脉冲反射式的检测方式激励接收兰姆波信号,分析兰姆波时域回波信号。为了有效识别回波信号,采用短时傅里叶变换和希尔伯特黄变换的时频分析方法对信号进行分析,结果表明,短时傅里叶变换得到的时频谱图能够对缺陷进行二维成像,使得缺陷能够更加直观的呈现。希尔伯特黄变换得到的希尔伯特谱图提供了准确的时间和频率上的定位,有效的表达了信号的能量分布及随时间和频率的变化趋势,具有很好的时频分析能力。为了进一步对激励出的兰姆波模态进行识别,分别采用时域波速法和二维傅里叶变换的方法对信号进行模式识别,确认了用两种频率激励-接收到的兰姆波都是A0模式。在成像方法研究上,基于纵波合成孔径聚焦技术(Synthetic Aperture Focusing Technique,SAFT)成像基本理论,结合同侧激励接收脉冲反射式检测方式,分别设计了空气耦合超声兰姆波的延时叠加时域SAFT成像和相位迁移的频域SAFT成像方法,并对加工有不同形状和尺寸大小缺陷的铝板进行SAFT成像检测分析。铝板成像检测实验结果表明,SAFT成像方法可大大提升缺陷的成像分辨率,改善成像质量,频域SAFT成像方法成像速度远快于时域SAFT成像方法。在此基础上,采用频域相位迁移SAFT成像方法对具有冲击损伤的CFRP层板进行成像检测,并与纵波空气耦合穿透C扫成像结果进行了对比。结果表明,SAFT成像方法能有效改善CFRP层板冲击损伤的成像效果。对于冲击能量为10.5 J和15.3 J的层板损伤,由于缺陷的回波弱,空气耦合兰姆波SAFT成像效果较差;对于冲击损伤能量为19.5 J和24.7 J的层板检测,空气耦合兰姆波的SAFT成像效果与纵波C扫成像结果吻合得较好。本文的研究为应用空气耦合兰姆波检测大型薄板构件的成像检测技术开发提供了有益的参考。

关键词： CFRP层板空气耦合超声兰姆波合成孔径聚焦成像

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

块状材料的超声成像及增强研究

块状材料的超声成像及增强研究

作者：叶秋泽上海应用技术大学

学位级别：硕士

合成孔径聚焦成像是一种通过逐点聚焦的方法将小孔径成像合成大孔径成像,能够使图像的分辨率不随位置和深度变化的超声后处理方法。而超声Fourier成像作为一种新的成像方式,通过Fourier变换得到图像,单次发射成像,提高了成像的效率。本... 详细信息

合成孔径聚焦成像是一种通过逐点聚焦的方法将小孔径成像合成大孔径成像,能够使图像的分辨率不随位置和深度变化的超声后处理方法。而超声Fourier成像作为一种新的成像方式,通过Fourier变换得到图像,单次发射成像,提高了成像的效率。本文采用超声波信号对铝块6061型和钢轨43kg/m型两种材料进行检测,采集获取回波信号,利用Fourier变换进行成像,并提出超声增强具体方法再对成像结果分析。本文所做的主要工作如下:(1)综述合成孔径聚焦成像与Fourier成像的研究现状和研究意义;(2)研究一些常用的合成孔径聚焦成像方法和建模方式,以及分析Fourier成像方法;(3)提出了维纳滤波用于超声增强的具体实现方法,即首先统计平均无脉冲段的初始噪声功率谱,然后自适应计算带干扰超声段功率谱,最后进行维纳滤波。超声数据在不同信噪比下的维纳滤波实验表明了所提方法的有效性,超声维纳去噪方法与谱减法一样能够降低超声回波中的噪声,且更加有效;(4)讨论了以铝块6061型中的三个不同的缺陷作为检测目标,使用合成孔径聚焦结合Fourier成像的方法进行单阵元子孔径成像和四阵元子孔径成像,并用-6dB分贝下降法对成像结果进行比对。使用小波包特征提取方法,提取成像结果的低频分量,识别缺陷;使用基于GA的图像阈值分割方法对缺陷进行识别,其中适应度函数由Otsu法得到且得到最优阈值为135。(5)构建了超声检测成像系统,对本文的实验过程、实验结果进行对比和总结,证明对缺陷的识别具有有效性。

关键词：合成孔径聚焦成像超声维纳滤波回波缺陷识别

金属表面缺陷超声漏表面波传播特征及检测成像研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

金属表面缺陷超声漏表面波传播特征及检测成像研究

作者：周刚长沙理工大学

学位级别：硕士

超声漏表面波可用于检测金属零件的表面或近表面缺陷,具有非接触检测、灵敏度高等优点,相比于楔块式表面波,超声漏表面波可以通过运动控制装置在水浸状态下实现自动化检测及缺陷成像,但超声漏表面波目前还存在着检测条件与缺陷特征的影... 详细信息

超声漏表面波可用于检测金属零件的表面或近表面缺陷,具有非接触检测、灵敏度高等优点,相比于楔块式表面波,超声漏表面波可以通过运动控制装置在水浸状态下实现自动化检测及缺陷成像,但超声漏表面波目前还存在着检测条件与缺陷特征的影响规律未知、检测成像精度较低、检测范围较小等问题。本文在已有研究的基础上,开展了金属表面缺陷超声漏表面波仿真、实验检测及分块式频域合成孔径聚焦成像方法研究,最终提高了表面缺陷检测的成像效率和分辨率,论文主要工作如下:（1）建立了漏表面波传播及缺陷响应有限元模型,以此模拟漏表面波的传播过程,从仿真角度探究了检测条件如水声距、探头频率、探头入射角度以及缺陷特征如缺陷深度、宽度、倾斜角度及缺陷与探头的距离对漏表面波回波信号的影响规律。（2）开展了漏表面波检测实验研究,结合上述仿真,从实验角度分析了水声距、探头入射角度和探头频率对漏表面波回波信号的影响,获得了最佳检测参数,分析了孔与裂缝缺陷两类缺陷的回波信号与B扫成像结果,结合仿真得到一系列结论:不同直径的孔类缺陷成像尺寸相似,横向分辨率较低,难以对缺陷尺寸进行区分;裂缝缺陷会产生多次缺陷波,其来自于试块底面反射;漏表面波可以准确检测裂缝缺陷的长度,但难以定量检测深度与宽度。（3）研究了漏表面波检测的合成孔径聚焦成像方法,以提高成像横向分辨率,基于均方根速度的时域合成孔径聚焦成像结果相较于B扫成像,缺陷横向尺寸误差降低31.3%,而频域合成孔径聚焦成像降低了 23.8%,但其成像效率更高,成像时间仅为时域的 1/36。（4）研究了一种分块式频域合成孔径聚焦成像方法,以提高漏表面波检测的检测范围,对多组B扫数据进行DAC衰减补偿、频域合成孔径聚焦成像、拼合叠加,解决了漏表面波单次B扫描检测范围较小的问题,并且同等检测效果下检测时间仅为C扫描的1/25。分块式频域合成孔径聚焦成像方法提高了表面缺陷检测的成像效率和分辨率。

关键词：超声无损检测金属表面缺陷漏表面波有限元仿真合成孔径聚焦成像