超声相控阵系统中高精度相控发射和相控信号并行处理的实现

为了实现超声相控阵系统中换能器各阵元发射和接收相位的精确控制以及多路相控回波信号的实时处理,提出了一种基于FPGA的高精度相控发射和相控信号并行处理的实现方式。分析结果表明,拥有高速计数器以及丰富高速I/O引脚和DSP硬核资源的FPGA,特别适合相控阵系统的实现;采用FPGA中的高速计数器来实现高精度相控发射,可获得高达2ns的延时精度,采用FPGA中的高速I/O引脚以及DSP硬核资源,可实现16路回波信号的全并行信号处理,并且可以利用首先2 ns插值、然后10 ns延时补偿的方法来实现高精度相控接收。实测结果表明,该实现方式可以较好地对钢管的缺陷进行实时和清晰的扫描成像。     

基于FPGA的超声相控阵波束合成技术

数字波束合成技术是相控阵超声检测相对于其它超声检测所特有的,也是整个信号接收处理系统的核心技术。通过设计基于可编程现场门阵列（FPGA）的各个模块,充分利用FPGA的优点,实现了精确延时和快速加权求和。从而可以对回波信号在不同方向和深度进行动态聚焦,很好地实现了波束的数字合成。     

承压设备超声相控阵检测应用实例

例举了对氢气缓冲罐插入式接管与蒸汽管道两个承压设备的超声相控阵检测实例。通过翔实的数据与直观的视图,凸显了该项技术对于常规无损检测技术的优势。     

管道内检测的环形相控阵超声聚焦方法

针对管道内检测中相控阵超声聚焦的问题,分析了管道中环形相控阵超声辐射的超声波传播原理,建立了聚焦数学模型,计算了阵元间激励信号的延时;采用128阵元的换能器对直径为168 mm的管道进行试验,结果表明,环形相控阵超声的延时法则实现了不同工作阵元数量以及不同焦距条件时,声束在管壁中的聚焦.在工作区间内,一定数量的阵元可获...     

薄板焊缝检测的超声相控阵楔块设计

针对薄板检测的特殊性,运用Snell公式等分析计算设计了一种超声相控阵斜探头楔块,并采用声场模拟以及实际检测方法验证了设计的楔块对于薄板搅拌摩擦焊缺陷的检测效果。结果表明,采用上述方法可以优化楔块设计,减少盲目性。按照设计结果加工的楔块对薄板具有良好的检测效果,可检测出3mm板中距离上表面1mm直径为0.3mm的侧孔。     

超声相控阵技术的仿真试验

超声相控阵技术是一种先进的超声无损检测技术。超声相控阵技术通过对超声阵列换能器中各阵元进行精确延时控制,获得灵活可控的合成波束,并可随意控制聚焦点的位置。利用仿真相控阵合成聚焦技术的方法,搭建了一个16阵元、超声信号发射、接收和处理试验系统。利用该系统对缺陷试块进行了检测试验,试验结果与实际试块缺陷情况吻合。通过对试块缺陷的检测试验,对比聚焦与不聚焦的检测效果,证明了相控阵合成聚焦技术可以极大地提高检测的信噪比和灵敏度,验证了相控阵聚焦可以提高检测能力。     

压缩机螺栓的相控阵超声检测

对压缩机螺栓的裂纹缺陷进行相控阵超声检测.结果表明,相控阵超声检测技术对裂纹的检出率较高,且检测图像可清晰直观地显示裂纹缺陷,具有一定的推广价值.     

超声相控阵二维面阵实现三维成像研究进展

实现基于二维阵列的三维成像会遇到阵元多、通道数多、系统复杂、回波信号弱等困难。从阵元排列的设计着手,分析了时间-空间信号在离散有限长窗函数下的特征,推导出阵列设计的一般准则;依据此准则,根据脉冲回波场理论,在计算机模拟的基础上设计了8×8二维阵列;并利用该阵列实现了相控阵三维体数据的扫描和显示。扫描试验所得人工缺陷的三维图像呈现出良好的轮廓和走向等信息。     

复合材料层压板的超声相控阵检测

为满足复合材料层压板在厚度方向不存在加工余量及其缺陷特征的需求,设计了具有不同大小和埋深的人工缺陷的复合材料层压板试块,利用超声相控阵检测法对该试块进行100%扫查。C扫图像显示所有人工缺陷均能被检测出来,且位于第一与第二层碳布之间3mm的最小缺陷清晰可辨。经实际应用表明,超声相控阵检测法可用于复合材料层压板的无损检测。     

水轮机蜗壳焊缝的相控阵超声检测

将相控阵技术引入蜗壳焊缝检测,举例说明该技术在检测中的应用情况及检测效果。对主要参数的设置进行了分析,通过与其他检测方法的对比说明该技术在蜗壳焊缝检测中的优越性。