药柱脱粘超声检测方法研究

为了能够准确检测出包覆层与推进剂的缺陷,针对药柱自身形状的特点,采用水浸式超声脉冲回波法,提取各部位的缺陷特征回波信号,并对其进行C扫描,获得了试件缺陷图像,并对图像去噪、二值化后得到缺陷的位置和面积信息。选取脱粘情况已知的试件与本系统检测情况进行比较,结果表明,本检测系统检测缺陷位置准确,且有很好的分辨率。     

测量人体温度的双脉冲超声波传感系统

介绍了一种用于测量人体温度的双脉冲超声波传感系统 ,重点叙述了双超声波探头的设计。通过系统实验获取了超声回波信号 ,结果表明该传感系统完全满足设计要求。     

无线温度检测中的频率信号处理

针对传统方法难以检测传感器大范围频率偏移信号的问题,采用扩频技术解决这一问题。考虑无线温度检测以不同切型的晶体为核心、以超声波信号为载体,为设计出适合不同晶体特性、检测精度高、通用性强的检测仪表,对超声回波信号检测方式进行了改进,提出采用扩频技术中的分段匹配滤波进行传感器频率信号处理。经仿真证明,它可以有效保证超声波收发双方的同步,准确测出超声回波频率偏移值,可以推广用于其他需要频偏信号检测的场合。     

雪深超声回波信号的自适应滤波建模方法

针对现阶段获取积雪数据准确度不高的问题,根据超声回波信号特征并结合建模方法和现代数字信号处理技术,提出一种积雪超声回波信号的自适应滤波建模方法,利用包络检波算法和曲线拟合对回波信号包络中的确定性信号进行拟合并结合自适应滤波算法,在误差信号的反馈下通过迭代使输入信号逼近参考信号,改变输入信号幅值和频率也可以稳定地收敛。通过这种方法可以合成积雪回波信号,准确描述雪盖的层理结构,有效地降低了噪声干扰,拟合匹配度得到提高。     

时差式超声测量回波信号处理研究

研究了一种软、硬件结合的时差式超声测量回波信号处理方法。分析介绍了系统的硬件组成和实现方法,概述了软件设计流程与主要功能。超声回波信号调理模块提取从接收换能器得到的原始超声波信号并转换成后续处理电路易于处理的稳定回波信号。利用现场可编程门阵列(FPGA)的可编程特性设计了数字信号处理模块,得到过零比较信号和阈值比较信号,从而锁定回波到达时刻。     

无人机复合材料超声检测系统的设计研究

针对无人机复合材料的特点设计了一个超声检测系统,阐述了系统超声探头频率的选择、数据采集的硬件和软件实现方法。采用该系统对玻璃纤维复合材料进行缺陷检测,实验结果表明,可以通过超声回波信号的幅值直接判断出缺陷的尺寸。     

基于FPGA的高精度超声波测距系统的设计

设计了一种基于FPGA的超声波测距模块。在时序和信号处理方面,采用Cyclone Ⅱ系列EP2C5T144C8芯片,通过设计时序发生器、高速计数、回波识别和可变门槛控制等逻辑电路模块可快速有序地对信号进行处理。在声速方面,加入了温度补偿模块,避免使用固定的声速值所引入的偏差,从而提高系统精度。该系统具有可靠性高、集成度高和响应速度快等特点,实验表明,在距障碍物600mm～3600mm时,相对误差在0.3%以内,测量精度得到很大提高。     

基于虚拟仪器的超声波检测系统的研制

本文研制了一种基于虚拟仪器的超声波检测系统.采用TI公司的TMS320C5402DSP处理器,设计了超声波检测系统的硬件电路,提出了超声检测信号的处理算法,并编写其软件:采用NI公司的虚拟仪器开发平台LabVIEW开发设计超声检测系统上位机各软件功能模块.该系统能够实现被测物体回波信号的采集、显示、存储及处理等功能,在碳素钢锻件、焊缝、复合钢板等的缺陷检测上具有应用价值.     

超声信号的非线性行为及应用

超声波检测技术广泛地应用于材料与设备的无损检测中.而表征材料与设备性能和缺陷信息的超声回波信号由于与传输介质、缺陷相互作用,再加上各信道中不同种类的噪声介入,变得非常复杂.充分理解和认识超声信号中的非线性行为,对材料和缺陷检测与评估有重要意义.本文以海底管道检测为背景,以缺陷的脉冲超声回波信号为研究对象,通过替代数据法和统计特征量方法,从时域的角度检验了超声信号中的非线性行为特性.通过大量的试验数据分析表明,超声信号中存在明显的非线性行为,而且这种非线性不是由测量过程中测量函数引起,而是由系统本身产生的,即由超声波与目标体相互作用而产生.论文还就超声信号中蕴涵的非线性特征的应用和前景进行了分析和展望.为更深入地认识和利用这些超声信号提供了一种手段.     

基于AT89C52单片机多超声信号融合系统设计

本文设计并实现了一种多超声信号融合处理系统,主要用于移动机器人超声测距导航。系统针对超声回波信号的特点,使用AT89C52单片机对来自多个超声波传感器的微弱回波信号进行数字处理,并通过RS-232串行口与主机实现通讯。利用该系统,可以完成超声波信号的精确提取及多传感器信息的融合处理,为移动机器人在未知环境下的快速导航奠定了基础。     

空气耦合超声无损检测系统电路设计

为了提高空气耦合超声无损检测系统的能量转换效率,设计了匹配的硬件电路。结果表明:发射电路信号电压达到600 V,接收电路将回波信号放大79. 43 d B,滤波电路可接收频率0. 5～1. 5 MHz的超声波。不仅满足了发射电路的电压要求,有效解决空气耦合中回波信号弱的问题,还实现了对回波中噪声信号的削减,达到了降噪的效果。     

基于空气耦合超声对泡沫材料探伤的应用研究

针对传统的超声穿透式异侧检测法受换能器布置方式的影响且需要较高灵敏度的检测装置,对于厚度较大试件的检测信号幅值较低,提出了一种基于穿透式同侧检测模式(v透射法)的非接触空气耦合超声波无损检测技术应用于泡沫材料的检测中。首先简要阐述了空气耦合超声波v透射法检测模式的基本原理。其次介绍了利用v透射法对泡沫材料进行非接触空气耦合超声声速测量以及对其内部缺陷的检测,成功检出了传统超声波检测方法难以检测的泡沫材料缺陷并成像。最后 使用空耦超声同侧v透射法点采集方式将探头沿着两个互相正交的方向对损伤进行同步线性扫查,得到缺陷区域幅值曲线并使用6dB法对其定量结果表明使用空耦超声同侧v透射法定量精度较高,误差在20％以下,满足实际的检测精度。     

高炉炉墙测厚的信号处理

超声波反射法应用于高炉炉墙测厚时,高炉内部环境高温高噪声的特点,造成超声回波信号被噪声湮没的问题;针对这一问题,研究了超声波在金属介质中传播的机理,分析了超声回波信号信噪比下降的原因以及实验数据时域和频域的特征,设计改进了高炉炉墙测厚的超声波发射电路和信号调理电路;采用加热炉模拟高炉200~1 000℃温度环境,对直径40mm、长度1.2m的铁棒进行测厚实验;经实测,改进的发射电路发射的超声信号强度增大,回波处理电路处理后超声回波信号信噪比明显提高、峰值清晰可辩,解决了噪声湮没回波信号的问题,提高了高炉炉墙测厚的测量精度,对高炉的高产、顺产和延长炉龄具有实际意义。     

厚圆片超声换能器电路系统设计

针对水果超声检测时存在声波穿透性能差,致使无法实现水果特征参数有效检测的问题,设计了一种用于水果超声检测的电路系统,用于解决这一技术瓶颈。该系统中,换能器采用厚径比为R/H=259的厚圆片压电陶瓷作为敏感元件,通过AT89S52控制的MOS管半桥对DC/DC升压转换电路产生的幅值为450 V的直流高压进行调制,将得到的高压方波信号（可调脉宽范围3～12 μs）对换能器进行激励,以产生高能低频的超声波。通过将该电路系统应用于苹果中声速的测定,验证了该电路系统的有效性。该检测系统可为水果特征参数、水果品质以及损伤的超声检测提供技术参考。     

基于虚拟仪器的超声信号测量及测距研究

为更好地进行目标探测,利用虚拟仪器技术设计了超声信号测量系统,介绍了系统的构成和各模块工作原理。测距是目标探测的关键技术,重点从信号处理的角度,在分析传统超声射程时间TOF测量算法的基础上,提出了两种基于包络的改进算法,并利用LabVIEW软件来实现。最后利用超声信号测量系统完成超声波信号的采集、存储,回波信号的特征和幅值分析、测距分析等实验,结果表明该系统能对超声信号进行直观信号分析处理,测距准确,为后期目标识别提供了基础平台。     

超声波穿金属无线通信噪声智能抑制方法研究

超声波是面向密闭金属腔体内外间进行无线通信时一种较为理想的信息传输媒介,回波是超声波穿金属无线通信系统的主要噪声来源。针对现有超声波穿金属无线通信系统中回波消除技术的局限,该文引入深度学习方法来实现一种新的回波消除技术方案进行通信接收端信号信噪比的改善。搭建了由摄像头、发射端FPGA、发射端超声换能器、金属铝块、接收端超声换能器和接收端FPGA组成的试验型超声波穿金属无线通信系统,作为信道的铝块其厚度为50 mm,基带频率为10 MHz。使用全卷积时域音频分离网络对超声波穿金属通信系统接收端的信号进行盲源分离,模型经过45次训练后较好实现了去除混合信号中的无用噪声而增强超声波信号的信噪比,在通信速率2 Mbps条件下实现了13.57 dB的SDR提升量和39.70 dB的SI-SDR提升量。     

嵌入式超声智能检测系统

超声检测系统是海底管道内爬行检测机所选用的新检测技术。石油管道腐蚀检测机器所处的工况环境恶劣,超声回波完全被噪声淹没,常规的超声采集系统无法检测出回波。本系统引入了多重抗干扰设计,利用CPLD进行时序控制,用TMS320C5402芯片进行自适应滤波,且通过PC I接口与PC104工控机相连,构成了主机/从机系统。由于软件设计的灵活性,该系统也可作为其他工业测控网的智能检测前端。     

基于超声波回波衰减理论的超声波浓度计设计

基于超声波回波衰减理论,以微控制器C8051F021为核心控制超声波发射和接收电路,实现超声波浓度计的设计。采用直接数字频率合成芯片AD9833产生脉冲串,经过功率放大电路驱动超声波换能器,超声波经过悬浊液到达接收换能器,利用92dB动态范围的对数放大器AD8307对回波衰减信号进行检波放大,最后由微控制器对数据进行处理得出浓度值。超声波浓度计在工业控制中有较高的应用价值。     

一种高精度超声波测距系统的改进

介绍一种收发一体式超声波测距系统的工作原理和系统框图,分析了超声脉冲回波的起伏特性,提出了一种利用回波包络、微分和过零检测来确定超声波回波到达时刻的方法,并详细介绍了有关的硬件电路设计。在此基础上,开发了相应的超声波测距系统的软件。     

基于收发一体聚焦超声换能器的浅表组织损伤实时监测研究

在聚焦超声治疗浅表组织疾病过程中,尚无有效的手段对焦域组织损伤进行监控。以聚焦超声换能器为基础,构建了一套超声治疗和损伤监控一体化的超声脉冲回波信号监测系统。将获取的超声脉冲回波信号进行滤波,提取焦域范围内的回波信号包络,进而得到包络信号的积分值,用该积分数值大小来表征超声脉冲回波信号的强弱。计算出回波信号的相对变化值,从而分析出回波信号的相对变化与组织损伤的关系。离体牛肝实验结果表明：在相同辐照模式下,随着辐照回合数增加,回波信号相对变化值随之增大,组织损伤面积也随之增大。根据换能器接收的回波信号变化可以判断离体组织亚毫米级损伤的形成,且回波信号的强弱与离体组织损伤大小吻合度良好。这为聚焦超声治疗浅表组织疾病提供了一种具有一定应用前景的损伤监测方案和手段。