电容式微机械超声换能器的信号调理电路设计

来源 :2016年度全国检测声学与物理声学会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fz594825946
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  针对电容式微机械超声换能器(cMUT)收发一体的工作原理和高频微弱电流信号的检测要求,分析了换能器高频微弱回波信号的处理方法,利用限幅原理与跨阻放大检测法设计了一款具有收发一体功能的高频微弱信号调理电路.通过对电路系统的测试,实验结果表明该电路的带宽为1.53×108Hz,分辨率为1nA,灵敏度为0.161mV/pF,且具有良好的线性和稳定性;通过搭建水下测试系统,测试结果表明该电路不仅实现了换能器收发一体及高频微弱电流信号检测的功能,而且还为换能器水下超声成像系统的建立奠定了基础.
其他文献
厚度低于6 mm的薄板材在工业中应用最为广泛,然而薄板材在制造过程中不可避免的带来缺陷,因此需要对薄板材进行无损检测.但传统的无损检测技术易受外界环境干扰、对环境有污染等原因而限制他们在无损检测中的应用范围.而电磁超声检测技术(EMAT)由于无需耦合剂、检测速度快等优点而广泛应用于薄板材的无损检测.但是用于检测薄板的电磁超声兰姆波具有多模态和频散特性,从而限制了兰姆波的应用范围.为此,本文将研究影
城市供水管网实时监测数据具有大容量、多样性的特点,研究和利用先进的理论与方法,从监测声信号中挖掘有效信息,高效、准确地识别管网的运行状况,成为供水管网泄漏检测领域面临的新问题。深度学习理论作为模式识别和机器学习领域最新的研究成果,以强大的建模和表征能力在图像和语音处理等领域的大数据处理方面取得了丰硕的成果。本文结合供水管网声信号的特点与深度学习的优势,提出了一种新的管网泄漏声信号识别方法。该方法通
电磁超声换能器无需液体耦合介质而直接在待测金属材料内产生超声波,具有非接触检测的特点,可用于高温、移动或者表面粗糙结构的检测。电磁超声换能器工作过程依赖电磁耦合效应,能量转化效率较低,因而需建立正确的理论模型,并对其进行优化设计,以期提高换能器和检测系统性能。本文介绍一种全向电磁超声换能器的轴对称模型,用于在导体板内产生全向传播的Lamb波。以换能器模型为基础,将换能器模型中永磁体的结构参数作为优
非线性超声测量由于其在表征材料性能退化方面所具有的独特优势而得到研究者的广泛关注.周向超声导波作为圆管结构中存在的一类重要导波模式,对其非线性效应开展研究是对已有非线性超声导波研究工作的进一步深化与拓展.相对于理论分析的难度及实验过程的繁琐,有限元仿真分析更便于探讨非线性周向超声导波传播过程的物理本质.本文采用有限元商业软件Abaqus数值仿真周向超声导波在金属圆管中传播,数值研究在相速度匹配条件
在经颅高强度超声聚焦和经颅超声刺激中,由于颅骨不同位置具有不同的结构、厚度、密度、声速、吸收系数,并且颅骨与其他组织声阻抗差异较大,超声能量难以穿透颅骨并在靶区精确聚焦。基于虚拟源的时间反转方法具有较高的聚焦精度,能够在聚焦点处获得较高能量并抑制颅骨升温,具有良好的应用前景。然而要实现时间反转需要对多个发射阵元进行单独激励,每个通道需独立的DA转换和放大电路,为了简化系统,降低设计难度和硬件成本,
采用脉冲压缩技术以宽脉冲发射,提高平均发射功率,提高深部组织超声检测信噪比及分辨率,在现代超声医学检测系统中具有越来越重要的作用.针对线性调频脉冲压缩信号,根据脉冲压缩最大时宽带宽积理论,从带宽和时宽两方面探讨其对成像质量的影响.使用Verasonics公司的超声成像系统(VANTAGE 128),利用L11-4V宽频线阵128阵元探头(中心频率为6.25 M),CIRS通用多组织超声体模.产生中
非共线混频是一种对材料早期损伤状态十分敏感的非线性超声无损检测方法,但由于实际材料参数与理论计算值的差异导致不能严格满足理论上的共振条件,非共线混频方法对材料性质的敏感性就有可能急剧下降.本文基于两列非共线有限振幅横波在非线性区域相互作用产生和频纵波的有限元数值仿真和实验测量分析,探讨了共振条件中的角度变化对非共线混频方法表征7075铝试样塑性变形状态的影响.本文采用COMSOL有限元软件模拟非共
损伤模式识别是空间碎片撞击航天器在轨感知技术中的一个重要功能模块,是目前研究的重点和难点.针对超高速撞击声发射信号传播过程的复杂性和单一传感器损伤识别的局限性,提出了一种在决策层上的多传感器数据融合结构损伤模式识别方法,利用不同位置传感器测得的结构损伤声发射信号,实现弹丸撞击铝合金平板结构损伤模式识别.采用SPH-FM耦合算法建立球形弹丸超高速撞击铝合金平板二维轴对称有限元模型,对超高速撞击声发射
随着各种极端天气影响日益增多,近年来暴雨、洪涝等原因导致的城市内涝时有发生,造成严重的生命财产损失。城市污水排水管道中各类垃圾、异物堵塞是造成内涝的主要原因之一,因此对排水管中异物的检测及尺寸评估对保证防洪排涝能力、有效应对极端天气对城市影响具有重要意义。由于排水管内部管道狭窄、污水混浊、各类异物多、传输条件恶劣,光学、红外等常规的探测手段的应用受到限制。本文采用超声波信号检测、特征提取与模式识别
随着海洋资源开发和水下信息感知技术的快速发展,对高分辨率成像声呐的需求越来越迫切,特别是当前水下探测在各种领域中的应用越来越重要,如生物、地理、考古、工业等,但是人类能成功开发的海洋资源却微乎其微,这是因为海洋环境的内在不确定性及传播介质的不稳定性都制约了水下声成像的质量,从而限制了人类对水下世界的感知与理解。而声成像系统能克服复杂的水文环境,同时具有较远的作用距离,使得它能在各种规模的水下探测中