基于DSP的骨质疏松症定量超声检测技术研究

根据骨质疏松症定量超声关键参数的检测原理,研制单晶片、非聚焦的收发两用超声传感器,采用脉冲透射方法,研究以DSP为核心的定量超声关键参数检测技术,解决超声波信号在骨骼中衰减前后的数据高速采集,以及信号的同步发送与接收问题,利用DSP在线高速处理特点,对采集的波形数据进行数字滤波、FFT变换及互相关处理,实现宽带超声衰减参数BUA和超声传播速度参数SOS的在线检测。通过对人体在体检测,表明该技术能实现人体骨密度超声参数的有效检测。     

复合材料低速冲击损伤超声红外热波检测能力评估

为评估超声红外热成像对复合材料低速冲击损伤的检测能力,提出了评估流程和评估标准。设计并制作了复合材料层合板,分别采用超声红外热成像和超声C扫描两种方法对不同冲击能量下的冲击损伤进行了检测研究,以超声C扫描结果作为参照,对比分析了超声红外热成像的检测结果并对损伤大小进行了定量识别。结果表明:超声红外热成像不仅能够对冲击损伤进行准确的定位,还能有效地检测出冲击引起的纤维断裂、基体开裂和分层等具体的损伤形式,检测速度快,非常适合用于在线检测;与超声C扫描相比,超声热成像方法对冲击损伤大小的识别误差小于6%,检测精度较高,满足检测要求。     

基于超声相控阵技术的钢管拱桥相贯线焊缝检测研究

超声相控阵技术具有检测灵敏度高,检测速度快等诸多优点,可以用于钢管拱桥相贯线焊缝的检测.首先,利用几何方法计算相贯线焊缝二面角及坡口角度,确定检测试件缺陷预埋方案,然后利用超声相控阵对其进行检测试验.结果表明,超声相控阵技术可以有效地检出钢管拱桥相贯线焊缝各位置的典型缺陷.     

相敏检波在空气耦合超声检测中的应用

空气耦合超声检测信噪比低、脉冲余振长,需要采用合适的信号处理技术增强接收信号的信噪比。根据空气耦合超声检测过程中影响接收信号的因素,提出先采用相敏检波技术对接收信号进行处理,获取相位信号,然后计算得到超声检测信息。介绍了超声检测中的超外差接收、相敏检波原理,并阐述了在超声检测应用中需注意的问题。根据分析研究结果,构建了相敏检波空气耦合超声检测系统,在常规超声检测系统的基础上进行了相应改造,实现了超声成像检测。碳纤维增强复合材料板的成像检测结果表明:相敏检波可以有效提高系统信噪比和检测效果。     

基于数学形态学的超声信号盲区内缺陷特征提取方法

利用高频聚焦超声技术检测金属材料内部缺陷时,由于超声探头存在盲区,无法对近表面的缺陷进行准确定位,从而难以对材料的性能进行有效评估。因此,提出基于数学形态学的超声信号盲区内缺陷特征提取方法。采用扁平结构元素对盲区信号进行形态滤波,在提取出缺陷的特征信号后,通过计算特征信号的累积能量,由此可以定位出缺陷的深度位置。在实测中,利用100 MHz的高频超声探头对冷轧镀锌板进行检测分析。以长度为30的扁平结构元素对超声信号做形态滤波,对距离冷轧镀锌板上表面288.5μm的缺陷进行定位,得到缺陷位置为距离上表面275.6μm,相对误差为4.5%。为进一步验证方法的有效性,与小波包分解重构方法进行比较,结果表明:利用数学形态学方法对缺陷的定位误差更小,同时还改善了超声B扫成像的效果,使得缺陷特征更加凸显。     

超高压水晶釜釜底螺牙超声相控阵检测技术研究与应用

利用超声相控阵检测技术优势对超高压水晶釜釜底螺牙进行检测,解决了采用传统超声波检测方法无法解决的难题。文章对釜底螺牙用超声相控阵技术如何检测等进行分析探讨。     

超声检测并联机器人位姿分析研究

针对多自由度超声检测机器人检测曲面工件时位姿调整困难问题,通过分析超声检测并联机器人的运动学模型,提出了超声背散射检测与并联机器人一体化技术。以实现超声检测探头姿态的特殊控制要求为目标,对检测并联机器人建立了数学模型,提出了一种位姿控制计算方法,并利用Matlab对位姿控制进行了仿真分析,为计算机控制检测探头进行曲面检测提供准确的控制参数。通过超声C扫查实验,对比了超声图像中噪声所占的面积比例和图像轮廓清晰度。实验结果表明,超声检测并联机器人在提高超声探头的位姿控制精度后,能够降低噪声,提高信噪比。     

输电铁塔地脚螺栓腐蚀超声导波检测技术研究

提出利用钢杆超声柱面导波技术对地脚螺栓进行检测的方法。介绍柱面超声导波的频散特性,制作含有不同深度缺陷的地脚螺栓模拟试样,采用相控阵超声柱面导波技术对模拟试样进行检测,分析不同频率探头和混凝土包裹情况对检测结果的影响,建立地脚螺栓的腐蚀损伤评价体系,实现了在役输电线路铁塔埋地地脚螺栓不开挖条件下对其腐蚀状况的检测。     

铅合金部件内部质量检测技术研究

针对铅合金部件的内部质量检测问题,采用射线和超声检测技术进行对比研究试验,实验结果表明虽然用超声检测易于实现,但现有超声检测系统对Ф0.5mm的小缺陷检出较为困难.而X射线检测法对部件内部Ф0.3mm左右的缺陷都可以检出,由此确立了铅合金部件的射线检测方法.     

核电站堆内构件围板螺栓超声检测试验研究

针对压水堆核电机组的围板螺栓内部缺陷检测要求,研究超声检测方法,通过设计专用超声探头,对系列人工缺陷的试块进行检测试验研究。试验结果表明,对于围板螺栓的圆弧过渡区、光杆段和螺纹段上3mm深的人工缺陷,采用专用超声探头均能有效检出,能够满足现场检测应用要求。     

超声回波门参数数字化控制方法的研究与实现

提出一种基于CPLD的16通道超声回波门参数的数字化控制方法。当选用1 MHz时钟,门前沿、门宽控制范围为0～63μs,精度为±1μs,可满足大部分工程应用。该方法为大型多通道超声检测系统中回波门参数的数字化控制提供一种基础平台,简化了电路设计、布线、焊接和调试等,从本质上解决了模拟法控制精度低、稳定性差和操作不方便等缺点,还从本质上解决了基于专用集成C/T法集成度低,不宜用于大型多通道检测系统的缺点。     

基于时差法的高精度超声波风速风向测量系统

针对风速风向对悬索桥的安全性影响,为了实现对悬索桥风速风向的精确监测,设计了基于时差法的高精度超声波风速风向测量系统.系统采用STM32为控制单元,超声波换能器为敏感单元,实现发送和接收超声波信号,MS1022高精度时间测量模块为测试单元,实现超声波飞行时间的计量,LoRa无线模块为数据传输单元,实现风速风向数据上传至...     

数字化超声波探头检测系统设计

运用计算机数字化技术建立了一套针对多种超声波探头性能指标的自动检测分析系统。详细阐述了构建该系统的关键技术,包括数字化超声波发射采集卡和运动控制卡的选用,软件系统的设计。该系统实现了超声波探头运动控制与数字化探头性能检测分析的集成,具有功能实用、操作简单、自动化程度高的特点,可为超声波探头生产厂家或探头使用者提供快速、准确、可靠的探头性能检测结果。     

超声疲劳试样动态应变测量及应力检定方法

超声疲劳试验技术是实现超高周疲劳测试的有效手段。然而,目前超声疲劳测试缺少应力检定方法,难以保证测试结果的可靠性与准确性。本文首先给出了超声疲劳测试中不同形状试样的设计方法和应力分布理论公式;然后,利用高速动态应变仪和高速相机对不同形状超声疲劳试样的动态应变进行测量,并将测试值和理论值进行了对比分析,证明了超声疲劳试样应变测量的可行性与准确性。在此基础上,提出了基于应变测量结果的超声疲劳试验检定方法,利用测得的应变值对应力值进行校核或修约,有效保证了超声疲劳测试的可靠性和准确性。     

提高混凝土结构成像质量的技术研究

超声检测中,发现使用的商用超声传感器工作在谐振频率时会产生余振,为此,提出一种基于数字滤波的补偿方法,对传感器的频响特性进行有效补偿,抑制余振产生;而在使用低频信号检测时,表面直达波与浅层目标的反射信号常常又交叠在一起,有时很难分辨,影响了检测分辨力,因而开发了一种波包分解程序,找出各个波包的位置.将表面直达波与反射波分离开,消除表面直达波的干扰。在成像实验中使用这两种方法发现,不仅余振基本得到抑制,目标反射信号可以得到"复现",而且还可以完全分离并去除表面直达波,最后给出了实验成像结果,可以看出明显的效果。     

机器人辅助激光超声检测系统及参量匹配方法

为解决飞行器复合材料构件的非接触、高精度无损检测问题,提出基于关节型机器人的激光超声检测系统及光声学参量匹配方法。采用有限元方法建立层状复合材料模型,计算分析材料层状各向异性导致激光超声的非对称分布、声束倾斜和畸变特征,结合实验分析得出利用激光超声表征分层的光声学参量匹配方法。在系统设计上,利用1 064 nm波长的Nd:YAG脉冲激光器激励超声波,利用基于光折变效应的双波混合干涉测量系统探测超声信号,激励和探测激光由光纤传导并投射至被检测工件表面,采用精密六轴关节型机器人作为C型扫描装置,建立系统的实验室原型,实现碳/环氧复合材料试样的C型扫描检测,得到试样中模拟缺陷的分布、形状和尺寸特征,验证了检测系统及参量匹配方法的有效性。研究结果表明,研制的机器人辅助激光超声检测系统可以实现碳/环氧复合材料内部直径1 mm以上分层的检测与成像,在飞行器复合材料构件的无损检测方面具有应用前景。     

一种新型数字化超声波自动探伤系统的研制

介绍了一种新型数字化超声波自动探伤系统。该方案以PC机和嵌入式DSP为核心构成主从机系统框架，把传统的超声波无损检测技术和先进的虚拟仪器、数字信号处理、嵌入式操作系统等技术相结合，满足了自动化探伤中高重复频率（〉1kbps）和实时报警等关键性能的要求。     

A novel method for digital ultrasonic time-of-flight measurement

Most ultrasonic ranging measurements are based on the determination of the ultrasonic time-of-flight (TOF). This paper develops a novel method for the TOF measurement which combines both the improved self-interference driving technique and the optional optimization signal processing algorithms. By stimulating the transmitter with the amplitude modulation and the phase modulation envelope square waveforms (APESWs), the proposed system can effectively reduce the errors caused by inertia delay and amplitude attenuation. In addition, based on different signal-to-noise ratio test conditions, the resultant received zero-crossing samples, which are deteriorated by noise, can be precisely inspected and calculated with two optimized algorithms named zero-crossing tracking (ZCT) and time-shifted superposition (TSS) method. The architecture of the designed system is divided into two parts. The novel APESW driving module, the received envelope zero-crossings phase detection module, and the ZCT method processing module are designed in a complex programmable logic device. The TSS signal processing module and the optimization algorithm discrimination program module are integrated in a digital signal processor. The TOF measurements calibrated in ultrasonic ranging experiments indicate that the relative errors of the method are limited in ±0.8%. Therefore, a feasible method is provided with the advantages of high noise immunity, accuracy, low cost, and ease of implementation.     

时序电路功能测试生成方法探讨

研究一种对复杂时序电路行之有效的测试生成的方法,关系到VLSI电路自动测试技术真正付诸实用的问题。本文从时序电路的结构和功能两方面,分析总结了用于数字电路或数字系统的测试生成方法。     

基于DSP的超声波数据采集与信号处理算法

设计了基于DSP的数据采集系统,实现了对超声信号的实时检测.利用高速A/D进行采样,DSP对数据进行算法处理.在DSP内部采用小波阈值去噪算法对超声波信号进行预处理,利用DSP的串口将处理后的信号传送给主机进行实时显示.系统采样速率为80 Mbit/s,采样位数为12位,实现了超声信号的实时处理和采集.通过Matlab实验,验证了小波阈值去噪算法的改进方案明显要比单纯的硬阈值和软阈值方法降噪效果好.