【摘 要】
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超声检测技术作为无损检测技术的重要手段之一，在其发展过程中起着重要的作用。它提供了评价固体材料的微观组织及相关力学性能、检测其微观和宏观不连续性的有效通用方法。由于其信号的高频特性，超声波检测早期仅使用模拟信号进行分析，需要通过有经验的无损检测人员对信号进行人工分析才能得出正确的结论。但是，由于受到高速A/D和高速存储技术的限制，这些设备也仅停留在较低频段的信号处理上。因此，如何对高速A/D技术、
【机 构】
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中国科学院武汉物理与数学研究所,武汉 430071 武汉科技学院,武汉 430073
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超声检测技术作为无损检测技术的重要手段之一，在其发展过程中起着重要的作用。它提供了评价固体材料的微观组织及相关力学性能、检测其微观和宏观不连续性的有效通用方法。由于其信号的高频特性，超声波检测早期仅使用模拟信号进行分析，需要通过有经验的无损检测人员对信号进行人工分析才能得出正确的结论。但是，由于受到高速A/D和高速存储技术的限制，这些设备也仅停留在较低频段的信号处理上。
因此，如何对高速A/D技术、大容量缓冲技术进行研究，并应用到超声波检测的工程需要上去，是一项具有现实意义的课题。FPGA以其高集成度，高速，高可靠性等明显特点为数字系统设计带来了极大的灵活性。因此，本文提出了一种基于FPGA的超声检测系统的典型设计方案，并从系统的硬件设计，电路实现以及它的工作时序几个方面来说明了系统的工作过程。
其他文献
在某些主动声纳系统中，接收阵列只能是稀疏布置的，即相邻阵元间的距离大于所接收信号波长的一半。此时阵列波束中存在栅瓣，回波信号的波达方向估计存在模糊。在文献[1][2][3]的基础上，本文采用波形分集方法来消除稀疏阵波束中的栅瓣;这一方法还可以用于自适应波束形成，在消除栅瓣的同时，获得抑制其它方向强干扰的能力。
在模式识别中，由于对象或条件限制，样本集中往往某些类别样本数量远大于其他类别。使用不均衡数据训练的分类器趋向于把样本识别为多样本类别(通常定义为"负类")，忽略少样本类别(定义为"正类")，严重影响分类器的实际性能。 数据处理，即调整训练集中各类样本的数量及分布，是解决数据不均衡问题的主要方法之一。现有算法包括多种降采样和超采样算法，但大多缺乏数据处理的理论指导。针对上述问题，本文从数据处理角度提
侧扫声纳主要用于测绘海底地貌，可探测海底礁石、沉船、管线、电缆及水下障碍物等，是现今海洋调查中广泛使用的工具。为了减小船舶运动以及跃变层对系统工作的影响，通常都采用拖曳式工作，即将换能器及相关电路安装在拖鱼内，拖鱼用电缆连接到工作船上。工作时，安装在拖鱼内的两排换能器阵以扇形波束向两侧发射单频或调频声脉冲，发射脉冲由近而远依次到达海底并有一部分能量被依次反向散射，声纳换能器接收这些散射回波并转换成
水声信道是一种极其复杂的时、空、频变参随机多径传输信道，其主要特点表现为强多途、大起伏、窄带宽及高噪声干扰背景，是至今存在的难度最大的无线通信信道之一。如何在水声信道中实现高传输速率、低误码率的水声通信性能成为水声通信研究的重点。要达到低误码率的水声通信性能，必须进行信道纠错码技术。近年来，LDPC( Low-Density Parity-Check，低密度奇偶校验)码以其接近香农限、低译码复杂度
惠更斯原理已被公认为研究波动干涉、绕射问题的有力工具与定量分析的基础。但它尚存在一定的缺陷,最明显的不合理之处就是对次生源发出的子波只考虑向前传播部分而回避了向后传播的部分。一些修正方案[1-3]引入适当假定,使次生源具有诸如(1+cosθ)类的指向因子,但对其产生机制仍缺乏深入的分析。本文以流体内传播的平面波为例，对于与波阵面重合面内产生次生源的机制作了合理的微观解释，得出面内同时产生两组不同次
阵列是指由若干个阵元按照一定的几何结构排列而成的系统,如果阵元为传声器或扬声器,该阵列称为声阵列。线性阵列是一组排列成直线、间隔紧密的辐射或接收单元,并且每个单元具有相同的灵敏度与相位。线性阵列的概念并不是今天才有的,最初是由美国著名声学专家H.F奥尔森提出的。1957年奥尔森先生在其经典声学专著《声学工程》中，论述了线性阵列特别适合远距离的声环境。这是因为线性阵列能够提供非常良好的垂直覆盖面的指
声成像是利用声波更"直观"地观察和研究物质结构和特性的成像技术，与光学成像技术相比，声成像技术有两个显著的特点。一个是利用声成像，不仅可得到材料的表面像，还可以实现不透明材料的内部成像。另一个是声成像得到的是力学像，反映的是材料的声学性质。扫描电子声显微术(SEAM)和扫描探针声显微术([SPAM)是两种新的近场成像技术，它们可以突破远场成像中像分辨力的波长限制，在通常的几十～几百KHz的超声频率
强声波在空气中传播，会产生非线性效应，并且这种效应会随着传播距离的增加而积累。由于强声波在介质中的传播问题的复杂性，通常都是无法得到解析解，需要用近似的手段来求解，这就使得数值模拟成为研究非线性声波传播的有效手段。根据声扰动的特点，本文采用时域有限差分法(FDTD)对空气介质中强声波的非线性传播进行了研究。
随着超声技术的发展，一些新的超声技术及器件受到了广泛的关注和重视，比如功率超声中的金属成形和金属拉管、拉丝以及一些振动控制领域，常要求径向振动或在径向产生扭转的振动模式。文献[1]利用矩阵法对阶梯形、锥形、指数形的轴对称薄圆盘的径向和扭转振动做了一个较为系统的分析，但计算结果教为复杂，且未对结果做一个系统的分析。本文采用等效电路法，对锥形截面变幅器的扭转振动的共振频率及放大系数作了一个较为系统的研
管道在能源输送中占有重要地位，已经成为原油、成品油和天然气的主要输送手段。由于受老化腐蚀、地质灾害、第三方非法开挖以及打孔盗油等因素的影响，管道的运行存在安全隐患。尤其是成品油、天然气管道，运行压力高，挥发性大，一旦泄漏，极易发生危险。这就需要在泄漏发生是及时、准确的发现泄漏点，采取必要的处理措施。目前，管道的在线监侧方法主要有:质量体积平衡法，统计决策法，负压波法，音波法，光纤传感器法。质量体积