混凝土超声成像检测仪的设计与实现

设计了一种多通道、高精度混凝土超声成像检测仪.该检测仪器通过高速、高精度数据采集卡同时采集多路经过混凝土的超声信号,根据各路信号的声时值,给出混凝土结构的内部层析成像结果.检测中给出的试验结果很好地显示了试件的内部结构.实验结果表明:该检测系统可有效用于混凝土结构物的安全监测和质量评价.     

“钢-铅”粘接结构非接触激光超声检测方法

为了解决核工业领域防辐射用钢铅粘接结构的非接触、高精度无损检测问题,研究激光超声检测方法。建立了粘接结构模型,分析了激光超声的传播及脱粘导致的声波反射和衰减;实验测量了良好粘接与脱粘处的窄带激光超声信号,观测到脱粘导致的界面反射信号幅度变化;分析得出表征脱粘的激光超声反射系数与声波频率和测量位置的关系;通过激光超声C扫描方法实现模拟脱粘试样的检测与成像。研究表明:激光超声方法可以实现两层钢铅粘接结构脱粘的成像检测,在核工业防辐射结构检测中具有应用前景。     

CMOS掉电检测及保护电路设计

本文设计了一款电源电压检测保护电路,该电路由电阻分压电路、带隙基准电路、高精度比较器和输出缓冲电路组成。详细说明了各部分的电路及版图设计,并给出Spectre仿真结果。该电路采用SMIC 0.18μm混合信号工艺实现。电路结构简单,易于实现,可集成在单片机内部,提高单片机的可靠性。     

混凝土结构超声阵列探头成像算法研究

目前对混凝土结构进行超声检测常采用双探头方式,检测效率很低.提出了一种超声阵列探头成像方法来提高检测效率,这种方法充分利用阵列中相隔探头间形成的扫描信号,最大限度增加阵列数据融合处理的有效数组维数,根据线型阵列的结构特点,结合合成孔径聚焦算法,配合有效的信号处理方法滤除结构噪声,能对混凝土结构实现有效探测.数值仿真结果表明,此方法不仅能提高检测效率,且能对检测目标实现有效聚焦和准确定位.     

层叠式PVDF薄膜超声换能器及其频谱特性

提出了一种利用聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜层叠的组合结构方案设计超声换能器,用以解决柔性薄膜超声换能器输入/输出信号增益低的问题;并通过理论推导及数学软件仿真给出了该结构换能器的幅频特性。利用仿真结果可估算出层叠式结构超声探头的增益、谐振频率和通频带与PVDF薄膜厚度及薄膜层数之间的对应关系。这对于缩短高频超声探头的设计周期,降低开发成本,提高探头转换增益及检测灵敏度都具有重要意义。     

基于完全匹配小波的新型信号检测方法

 本文提出一种新颖的信号检测方法.以自行构造的小波函数为发射信号,并选用该小波函数为基函数进行回波检测,实现完全意义的匹配小波信号检测.文中给出了此方法的原理及实现结构,从理论上分析了该方法的优点,并针对超声回波信号检测进行了仿真.结果表明,在信噪比为-17dB时,也能够检测出信号.与通常小波检测方法相比,本文方法提高了对弱小信号的检测能力.     

粗晶材料超声检测信号模型及其通过窄带滤波器分析

分离谱处理技术已被用于增强粗晶材料超声检测的缺陷回波信号.在分离谱技术中,宽带超声脉冲回波通过一组窄带滤波器阵列分别进行滤波处理,由于人们尚不清楚该技术是如何有效利用这些滤波器的输出特性进行工作的,使得该技术的各种算法都有性能不够稳健的问题.本文通过构造一粗晶材料超声检测信号模型,进而获得超声信号通过窄带滤波器阵列的输出特性.文中还给出了计算机模拟的结果.     

基于双路多本振SNYFR 的多分量信号检测及参数估计

奈奎斯特折叠接收机(NYFR)为一种新颖的超宽带接收机结构,它可以利用单片ADC实现超宽带范围内信号的采集,而同步奈奎斯特折叠接收机(SNYFR)为其一种改进结构。文章针对SNYFR难于实现的缺点,提出了一种双路多本振的SNYFR结构。并在此结构下提出了基于正弦调频匹配(SFMM)的多分量单频信号奈奎斯特区域(NZ)判定算法,同时给出了相应参数估计方法。经计算机仿真证明,在监测带宽为S+C+X波段的情况下,该结构结合文中提出的算法可以有效地对多分量单频信号进行检测并实现各分量参数的高精度估计。     

蜂窝夹芯结构脱粘的空气耦合超声检测技术研究

针对当前蜂窝夹芯结构超声无损检测效率低及耦合剂污染等问题,该文提出了使用空气耦合超声透射法进行检测并成像。首先利用COMSOL建立了二维蜂窝夹芯结构空气耦合超声检测模型,通过置入不同大小空气层以模拟实际脱粘缺陷。仿真结果表明,与无缺陷相比,脱粘后超声信号幅值变小,且缺陷越大,超声信号幅值越小。其次制定空气耦合超声透射实验方案,使用频率为200 kHz空气耦合超声换能器对不同脱粘面积进行实验研究,实验结果与仿真结果趋势相同,验证了该方法的有效性。最后搭建了空气耦合超声C扫描系统,对不同大小脱粘缺陷进行超声C扫描成像。成像结果表明,该方法最小可显示9 mm的脱粘缺陷轮廓,解决了蜂窝夹芯结构的脱粘无损检测。     

多信道射频信号相位检测技术的研究与实现

建立了多信道相控发射机的系统模型,为了满足该系统模型在空间波束合成过程中射频信号同频同源、相位可控的要求,提出了一种高精度的多信道射频信号的相位检测技术。该技术基于数字信号处理,可以精确有效地检测不同信道之间的相位差,为实现射频信号的信号同步提供了可能。经过实际发射系统的实验证明,该技术能够并行检测多信道射频信号的相位,成功实现了多信道射频信号的同步。     

双门选超声波收发模拟电路的设计

针对现有模拟板中存在冗余的电容导致建波信号拖尾较长,致使超声信号经模拟板处理后分辨率低的问题,提出了一种以差分接收、双门选回波处理硬件电路设计。在检波放大之前设计一个门选电路,直接从全波信号中选取缺陷信号,避免了界面波经过检波放大电路后,形成拖尾淹没缺陷信号,提高了接收电路信号的可靠性。文中从硬件方面介绍了接收电路的调整。实验表明,电路性能稳定、精度高、成本低,并具有良好的应用前景。     

小型压电式超声微幅振动试验台的分析与设计

通过对压电直梁弯曲振动特点进行分析,用有限元分析软件设计出一种结构简单的小尺寸压电式超声微幅振动试验台.该试验台主要由压电直梁、T字型台面及两端附加质量组成,利用压电直梁的奇数阶弯曲振动模态实现梁中间处的台面在竖直方向上的简谐振动.样机的测试结果表明,试验台输出频率涵盖范围广,台面振幅分布均匀度较好和振动幅值精度较高,可作为一种实验平台用以研究超声电机及超声振动输送(给料)中的动态接触问题.     

基于AT89C52单片机的超声波测距仪的设计

基于提高测量精度的目的,设计了具有温度补偿的超声波测距系统。该系统采用DS18B20温度传感器对现场温度进行检测,并通过软件计算实现温度补偿。实验结果表明：此系统具有测量精度高的优点。     

一种嵌入式PC的高速数据采集系统

介绍了一种嵌入式PC的高速模拟信号数据采集系统，结合已开发的工业管材超声波检洲仪器，介绍了该系统的硬件、软件组成；叙述了一种利用双端口RAM，实现高速信号采集自动化的原理和方法。     

基于超声波的语音测距仪的设计

系统以单片机AT89S52为控制核心,采用语音芯片ISD2590构成语音电路,实现了测量结果语音化。超声波传播的速度随温度的变化而变化。为了准确计算出超声波的实时传播速度,系统采用DS18B20温度传感器测量环境温度。为了提高远距离测量的精度,系统设计了AGC电路。为了减小偶然因素对测量结果的影响,系统每次测距都连续测量10次,取平均值作为测量的结果。实践证明:该测距仪具有较高的测量精度和很高的推广价值。     

超声调制声频定向传播性能研究

通过实验,对基于超声调制的声频定向传播性能进行研究.利用调幅技术将音频信号调制成超声波载波信号并发出,由于空气中的非线性作用,可产生具有强指向性的可听声音.该文构建了一超声调制模拟声频信号定向传播系统,并设计了指向性实验测试装置.应用该系统,对不同频率、不同距离的解调可听声频信号在传输过程中的变化特征及其指向性进行了实验和分析.结果表明,随着声频信号的频率提高指向性增强,距离增加指向性变差.     

基于超声多普勒的井下多相流量测量控制系统

本文主要介绍了一种适于油气田开发的井下超声波多普勒流量测量控制系统,该装置系统采用声学多普勒原理,通过控制超声波传感器的一对高精度换能器分别发射和接收超声波信号,并由流量计的硬件系统、TMS320F28335的数据信号处理器获取油管中的多普勒频移,计算出瞬时流量与累计流量,实现对油管中的油、气、水三相流进行实时在线流速测量和总体积流量测量,为生产系统提供一个比较准确的实时流速及总体积流量,以便对系统进行准确的管理及控制。实验证明,测量精度可达2%～3%。     

车载视频监控系统的研究与实现

随着人们生活质量不断提高,汽车数量与日俱增,行车的安全变得越来越重要。根据现有的倒车雷达、视频监控等技术,提出了一种基于超声波测距的视频监控系统。采用HY-SRF05超声波测距模块,将各路距离信号传送给STC89C51单片机进行处理,再通过RS232串口将数据传输给凌动AtomD525主板,以实现最近距离的摄像头图像的自动切换。视频采集卡采用同三维T301系列,视频显示窗的自动切换由各路距离信号进行控制。     

基于ADS6122和FPGA的多通道信号采集系统的设计

针对超声成像系统的信号采集要求,介绍了一种基于FPGA的多通道数据采集和传输系统的设计与实现。采用ADS6122,实现了12 bit、单通道最高采样频率达65 MHz的A/D转换电路。该系统采用FPGA进行逻辑控制,实现了高频信号单通道采集,低频信号多通道同时采集的数据采集系统。系统测试结果表明:当单通道模拟信号输入频率不超过7 MHz时,得到的采样速度和采样精度都能满足超声信号采集的高要求。该系统还可以作为相关多通道信号采集系统设计的参考。     

用于局部放电探测的超声光纤传感方法

局部放电是一种有效的高压部件绝缘性能检测方法,可通过声、光及电等信号的探测来有效预报绝缘劣化程度。该文建立了基于局部放电超声信号检测的光纤传感器测试系统,使用Mach-zehnder光干涉法来检测声信号导致的光程差,测算测量回路的微小机械形变。实际测试结果表明,该系统具有高的测试灵敏度,可精确测量纳米级的机械形变,准确反映局部放电过程引起的超声信号。采用该光纤传感系统可对多层陶瓷器件的局部放电进行跟踪测量。