管道缺陷超聲檢測信號(hào)的次奈奎斯特采樣與重構(gòu).pdf

1、管道運(yùn)輸是油氣運(yùn)輸?shù)囊环N常用方法，具有成本低、運(yùn)輸量大和安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。但隨著管道的普及與發(fā)展，定期檢測和維護(hù)在役管道變得越來越重要。管道缺陷超聲內(nèi)檢測方法是一種重要的無損檢測技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)管道缺陷的在役檢測。但目前管道缺陷超聲內(nèi)檢測數(shù)據(jù)量大，很難實(shí)現(xiàn)信號(hào)的存儲(chǔ)與在線處理。本文采用次奈奎斯特采樣方法對(duì)超聲信號(hào)進(jìn)行采樣與重構(gòu)，旨在減少采集數(shù)據(jù)的情況下重構(gòu)原信號(hào)。
　　論文在描述奈奎斯特采樣理論的基礎(chǔ)上，詳述了周期非均勻采樣理論和小波采

2、樣理論可突破奈奎斯特采樣頻率限制的原理。分析了這兩種次奈奎斯特采樣方法在超聲信號(hào)采集與重構(gòu)過程中降低采樣數(shù)據(jù)量的效果，并分別對(duì)仿真超聲回波信號(hào)和實(shí)測超聲回波信號(hào)進(jìn)行采集與重構(gòu)實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)比信號(hào)的相對(duì)重構(gòu)誤差和峰值時(shí)延誤差等參數(shù)，驗(yàn)證了這兩種方法在管道缺陷超聲回波信號(hào)采集中的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在超聲回波信號(hào)的采集中，小波壓縮采樣方法的壓縮效果要優(yōu)于周期非均勻壓縮采樣。
　　周期非均勻采樣方法和小波采樣方法雖然可以實(shí)現(xiàn)超聲信號(hào)的次

3、奈奎斯特采樣，但壓縮效果都不夠理想。為了進(jìn)一步提高采樣過程中的壓縮比，論文根據(jù)壓縮采樣理論和超聲回波信號(hào)的特點(diǎn)，通過基于模擬信息轉(zhuǎn)換器（Analog-to-Information Convertor,AIC）的壓縮采樣原理，對(duì)管道缺陷超聲信號(hào)進(jìn)行采集與重構(gòu)，分析了超聲信號(hào)在AIC構(gòu)架下的采集和重構(gòu)效果，提高了壓縮采樣比。
　　結(jié)合已有的調(diào)制寬帶轉(zhuǎn)換器（Modulated Wideband Converter, MWC）壓縮采樣理論

4、和超聲回波信號(hào)的特點(diǎn)，提出了適用于超聲回波信號(hào)采集的調(diào)制單頻帶多通道轉(zhuǎn)換（Modulated Single-band Multi-channel Converter,MSMC）壓縮采樣框架，對(duì)比了不同壓縮比下超聲信號(hào)的重構(gòu)效果，驗(yàn)證了噪聲環(huán)境下超聲回波信號(hào)的重構(gòu)性能。針對(duì)重構(gòu)信號(hào)中的噪聲，采用小波去噪的方法提高信號(hào)的重構(gòu)效果。從文中描述的兩種壓縮采樣方法在超聲回波信號(hào)的采集與重構(gòu)過程的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，相比基于AIC構(gòu)架的壓縮采樣方法，