相控阵ADCP编码信号相移波束形成

相对于活塞式声学多普勒流速剖面仪,相控阵声学多普勒流速剖面仪的换能器体积大大缩小,并且依托相控阵本身的物理特性,无需进行声速补偿。利用窄带相控阵声学多普勒流速剖面仪系统进行编码信号的发射与接收,从而提高相控阵声学多普勒流速剖面仪的设备性能。首先介绍了相控阵ADCP的波束形成方法,然后分别介绍了相控阵的相移波束形成和时延波束形成原理,对编码信号相移相控波束形成情况下,相控阵发射和接收信号波束开角进行了对比,并对作用距离、测量精度、系统复杂度等系统性能进行了分析。分析结果表明:窄带相控阵声学多普勒流速剖面仪可以进行编码信号的发射和接收,能够提高系统的空间分辨率和测量精度,从而提高相控阵声学多普勒流速剖面仪的性能。     

走航式ADCP与单频测深比测分析

目前河流流量测量中比较先进的仪器是走航式ADCP,因其测流历时短、效率高得到推广使用,它的使用将在防洪减灾、堤防工程监测等方面发挥巨大的作用。通过对走航式ADCP、单频测深仪比测实验,分析其误差来源和精度,验证了在特殊的水下地形测量过程中,走航式ADCP不仅能完成流量测验同时也可以替代单频测深仪完成水下地形测量任务,从而为走航式ADCP系统应用及推广提供科学的依据。     

相控阵声学海流剖面仪性能指标考核方法探讨

本文由相控阵声学海流剖面仪(PAADCP)的测流原理入手，重点针对我国自行研制的PAADCP的测流(或底跟踪)精度、测向范围和精度、最大海水剖面深度等技术指标的湖、海试验比测／考核方法进行了初步探讨．     

基于回波模型仿真的ADCP实验室校准中波束间干扰研究

针对声学多普勒流速剖面仪(ADCP)水域环境校准效率低下的问题，提出了一种实验室水池环境下多个波束同时校准方案。通过建立一种精准的仿真回波模型，并进行湖试实验验证了模型的准确性，经由换能器对回波模型在实验室消声水池中进行回发，可以实现对ADCP多个波束同时校准，同时利用回波模型探究校准时波束间的干扰误差。在底跟踪校准模式中，波束间的干扰误差与底速度成正相关，在速度1.6 m/s以下，相对误差在0.5%以下，超过1.6 m/s时，误差超出实验ADCP的测量精度；水跟踪校准模式下波束间的干扰误差呈现高斯噪声的特性，其相对误差集中在0%附近。实验与仿真的结果证明了ADCP实验室多个波束同时校准方案的可行性，其误差经过有效屏蔽能控制在测量精度范围内。     

相控阵超声检测技术标准在锅炉汽包上的应用

目前,相控阵超声检测技术在工业无损检测领域中的应用越来越广泛。相控阵超声主要通过控制探头中各阵元激励脉冲的时间延迟,来实现聚焦点位置和声束角度的变化,从而合成相控波束形成成像扫描线。与常规超声波检测技术对比,相控阵超声检测技术在锅炉汽包的焊缝尤其是管座角焊缝质量控制上的应用,具有检测速度快、直观性强、分辨率高、定量精度高等优点。     

基于DSP-FPGA平台的ADCP高沙流量测量系统

基于TMS320C6748与Spartan-6平台完成声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profiler, ADCP)的设计,并实现高含沙量情况下的水流流量精确测量。数字信号处理模块(Digital Signal Processing, DSP)完成上位机通信、系统控制、现场可编程门阵列模块(Field Programmable Gate Array, FPGA)交互、外设数据接入、信号数据处理等功能,FPGA完成发射信号调制、接收信号采集等功能。利用测量船搭载ADCP高沙流量测量系统在黄河流域进行测量,ADCP接入全球定位系统(Global Positioning System, GPS)和测深仪数据,在高含沙量水域进行断面流量测试,验证系统的可行性及测量精度。结果显示,在含沙量达到15.5 kg·m-3的水文环境下,ADCP系统可正常稳定地完成测量作业,测量得到的流量相对误差为1.01%,满足高精度流量测量系统的要求。     

ADCP流速仪检定拖车驱动方案探讨

近年ADCP流速仪在国内应用不断增多,急需建设可以检定ADCP流速仪的检测平台规范水利行业产品应用。ADCP流速仪检定水槽的长、宽、深等尺寸设计,必须根据ADCP流速仪产品特点进行专门设计。相比以往检定水槽,ADCP水槽的宽度增加很多,相对应的检定拖车的跨度也会增加很多,导致检定拖车的车重增加很多,而大型检定拖车的驱动设计方案是系统设计成败的关键。根据ADCP流速仪检测特点,该文提出基于交流伺服同步电机的ADCP流速仪检定拖车混合动力驱动(4驱/2驱)设计方案:高速段(0.2~6 m/s)采用四轮驱动,低速段(0.01~0.2 m/s)采用2轮驱动,很好地解决工作速度段大跨度下速度准确度控制难题,满足ADCP流速仪不同速度段检定需求。     

复合材料层压板分层缺陷相控阵超声检测参数优化方法EI北大核心CSCD

针对复合材料层压板分层缺陷的准确识别问题,通过仿真与实验提出相控阵超声检测激活孔径优化方法,研究并分析不同聚焦深度下激活孔径对声场特性和检测效果的影响。首先,针对相控阵超声接触式检测方法,推导出固固界面下的多点源三维声场模型;然后,对相控阵超声声场进行仿真,研究不同激活孔径下的声场特性;最后,采用热压工艺制备含分层缺陷的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层压板,并搭建相控阵超声检测系统对其进行检测。实验结果表明,通过对相控阵超声激活孔径进行优化选择,能够实现CFRP层压板分层缺陷的准确识别,有效提高缺陷检测精度。     

基于变频放大电路的装调一体化工艺技术研究

变频放大电路是某种新型相控阵雷达的重要组成部分,它结构复杂,精度要求高,生产过程中实现该电路装调一体化,有效提高了雷达的稳定性能和可靠性。     

基于频偏应答的ADCP流速现场校准方法研究

针对声学多普勒流速剖面仪(ADCP)现场校准困难的问题,介绍了一种基于频偏应答的ADCP流速现场校准方法。通过声信号应答器,设置回发信号相对于发射信号的频偏实现速度矢量的模拟,并以频率为溯源量,对ADCP发射的信号及应答器回发频偏信号进行频率校准,进而实现ADCP流速参数的现场校准。研制了一套基于频偏应答的ADCP流速现场校准装置,在实验室消声水池条件下,以四波束300kHz ADCP为校准对象,开展了1～2m/s的流速校准实验,进行不确定度分析。结果表明,该装置对流速校准的不确定度达到1％模拟流速＋7mm/s,验证了该校准方法的可行性。