基于动态光弹法的超声波可视化测量装置的开发

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超声波具有穿透能力强,无电离辐射,对人体无害等优点,因此在无损检测技术中,超声波检测技术是一种重要的方法。然而超声波是不可见的波,研究材料中超声波的传播和散射时,只能通过换能器在材料表面接收声波。这样得到的信息是局部的,而声波在材料内部的传播规律则需要推断。为了更好的认识和研究声场,有必要实现声波传播的可视化,让不可见的声场以图像的形式直观地显示出来。本论文研究了动态光弹法的原理和频闪的机理,通过搭建实验平台验证了此方案的可行性,为以后研究超声波在固体中散射的研究提供了良好的方法。具体研究方法及成果如下:首先,通过论述光弹法的原理和频闪测量的机理,制定了频闪测量装置的方案,并对方案的可行性进行了论证。接着,借助FPGA开发平台编写了特定的延时程序,实现了脉冲信号的延时、脉宽、及停留时间的控制调节,实现了系统要求的窄脉宽脉冲信号的要求,并用modelsim软件进行了仿真。制作了合理的PCB板,选择了合适的芯片作为驱动,实现了对脉冲信号的放大。通过对LED特性的探讨,选择了合适的发光二极管作为光源。最后,利用搭建的实验平台,对玻璃样品中超声波的传播及散射进行了实验,对实验结果进行了分析。
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