相控陣超聲缺陷檢測信號處理研究.pdf

1、超聲相控陣技術因其掃查速度快、聲束控制靈活、檢測靈敏度高、適用范圍廣等多項優(yōu)點而被推廣使用，并逐漸成為國際無損檢測領域研究熱點。本文以相控陣超聲缺陷檢測信號處理相關技術為主線，先從硬件和軟件方面實現超聲信號的獲取，為自主研發(fā)超聲相控陣設備奠定了基礎；緊接著對缺陷信號的處理方法進行了研究和實驗驗證，最后將分形技術應用于提取近表面缺陷信號特征并實現缺陷識別。
　　相控陣超聲缺陷檢測中首先要實現的是聲波的相控發(fā)射與接收，本文建立了帶楔塊

2、超聲相控陣檢測的聲束偏轉和聲束聚焦模型，并計算兩種模型的延遲法則，通過仿真說明了延遲法則相控技術對聲束合成的影響，分析了超聲相控陣缺陷檢測的成像方法。
　　為實現缺陷信號的獲取，提出了基于FPGA嵌入式處理器的超聲信號采集方案，通過在FPGA內部構建以Nios II軟核為處理器的片上可編程系統（SOPC， System On a Programmable Chip），實現對超聲信號采集A/D芯片以及信號傳輸USB芯片的控制，構建了

3、嵌入式超聲信號采集平臺。
　　針對全矩陣捕獲（FMC, Full Matrix Capture）這一獲取缺陷全面信息的掃查方式，對Multi2000系統進行軟件開發(fā)以獲取全矩陣數據，提出了運用全聚焦成像算法（TFM, Total Focusing Methods）對全矩陣數據進行后處理。為排除實驗外界干擾對算法驗證的影響，仿真了全矩陣捕獲過程。對獲得的仿真和實驗數據分別用平面B掃、聚焦B掃和TFM的成像方法處理，結果表明，全聚焦成