流场超声层析成像中图像的迭代滤波反投影重建

为提高流场超声层析成像的图像重建质量,提出了一种迭代滤波反投影图像重建算法。该算法借鉴联合迭代重建算法的原理,将滤波反投影算法引入迭代重建过程。首先,利用滤波反投影算法,通过投影数据残差重建误差图像对流场图像进行修正,实现图像的迭代重建。然后,通过优化迭代步长,使每步迭代后投影数据残差均取得极小值以便加快收敛速度。最后,基于流场连续、紧支撑分布的特点,在迭代重建过程中引入投影数据的细分内插和流场图像的圆域修正。实验表明:相比于滤波反投影算法,迭代滤波反投影算法可使理论流场重建的图像误差平均减少26%,流量误差由1.77%减小至±0.25%以内;程序运行时间为0.63s,仅为联合迭代重建算法的0.89%。该算法可实现对直管段内和单弯管下游实际流场的可靠重建,满足流场高精度实时成像的要求。     

高精度回波飞行时间测量方法及实现

分析了高精度数字时间间隔测量方法的优缺点,提出一种脉冲计数与相位延迟内插相结合的新型时间测量方法.由脉冲计数法保证大的动态测量范围,并设计双边沿计数器提高脉冲计数法的测时精度,降低计数量化误差.通过n次相位延迟内插将测时分辨率提高到量化误差的1/2n.在Xilinx Virtex 5平台上实现了参考时钟16次相位延迟内...     

基于超声层析成像技术的三维流场重建

在现有的以超声层析成像为基础的流场重建方法中,一般只能单独重建横向流场或轴向流场.为能够同时获得横向和轴向流场的信息,提出一种方法,通过在圆管周围合理布置超声换能器,采用联合代数迭代重建算法同时得到圆管中的横向流场和轴向流场的重建图像,完成圆管中流场的三维重建.实际的单弯管实验成功重建了横向流场和轴向流场表明方法可靠.     

基于超声波气体传感器的飞行时间测量系统

提出并搭建了一种基于双向回波法和数字相关法的超声波飞行时间测量系统.利用双向回波法标定传感器的电路延迟,获取测量时所用的参考信号.以参考信号和接收信号之间二重相关函数的最大值处作为粗糙定位点,在其附近对经希尔伯特变换后的函数进行线性插值,获取过零点作为最终的时间测量值.系统的标定精度能达到fs级,单次测量精度能够达到几纳秒至几十纳秒.该系统的优势是能够以低配模式获得高精度且可信赖的飞行时间测量结果,可应用于距离、流量和风速测量等领域.     

数字超声波信号中有色噪声的自适应滤波

针对测试环境中常存在的超声波频段的有色干扰噪声,设计了一种基于横向滤波器和最小均方误差自适应滤波算法的自适应对消器结构,并提出了固定步长和自适应步长相结合的自适应滤波算法流程。该方法增设了一个接收环境噪声的专用探头来自动跟踪噪声特性的改变,无需手动设置自适应滤波器参数和期望信号。通过自适应步长调整算法与固定步长方法结合,该方法能够在实现良好滤波效果的同时兼顾快速跟踪环境的变化。实验表明,提出的方法可以有效滤除目标超声波信号频带之外频率点处的有色干扰噪声,信噪比改善幅度可达16dB;时间复杂度为O(n),可实现实时处理。本文方法可以在无人工干预下自动、实时、有效地滤除与超声波信号频率接近的有色干扰噪声,已被成功地应用于气体超声波流量测量中。