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一種基于衰減匹配的超聲編碼檢測方法
2019/10/30 | 作者:超声技术中心 王强 | 【 【打印】【關閉】

  高聲衰減介質會導致超聲檢測信號信噪比嚴重降低,影響大厚度介質的探傷能力。在超聲設備峰值功率受限的情況下,使用編碼激勵的脈沖壓縮技術可以增強回波信號的軸向分辨率、提高信噪比。然而對于高聲衰減材料的檢測,因爲依頻率衰減的原因,衰減後回波與發射波形相關度降低, 導致脈沖壓縮效果降低。

  为提高编码激励方法检测高声衰减介质的能力,中科院声学所超声技术中心博士生王强及其导师毛捷研究员等人提出了一種基于衰減匹配的超聲編碼檢測方法。

  相關研究成果近期發表于國際學術期刊Japanese Journal of Applied Physics

  研究人員采用線性調頻信號作爲編碼激勵信號,理論分析中忽略衰減響應的頻散項,並假設換能器響應爲實對稱高斯信號,將編碼激勵脈沖壓縮後的峰值功率表示爲頻域積分的形式,因爲介質的高聲衰減作用使高斯信號的載頻向低頻處漂移,所以可根據頻偏值修正編碼激勵的中心頻率,使脈沖壓縮後的主要能量集中于頻偏值附近從而獲得更高的信噪比增益。

  仿真與實驗結果表明,介質的衰減系數越大,基于衰減匹配的編碼激勵方法相較于傳統編碼激勵方法的信噪比增益更大,同時,衰減匹配後的軸向分辨率對編碼信號帶寬的利用率更高。所以該方法在高衰減介質檢測中具有較好的應用前景。

  本项研究受到中國科學院创新基金项目(CXJJ-16Z220)資助。

  

  圖1 發射信號與接收信號的頻偏示意圖。陰影部分爲脈沖壓縮的積分區域(圖/中科院聲學所)

  

  圖2 傳統編碼激勵方法(左)與衰減匹配編碼激勵方法(右)信噪比增益曲線(圖/中科院聲學所)

  關鍵詞:

  超聲檢測;高聲衰減材料;編碼激勵

  參考文獻:

  WANG Qiang, MAO Jie, LIAN Guoxuan. Ultrasonic chirp-coded excitation for highly attenuating material testing. Japanese Journal of Applied Physics 58, 086504 (2019).DOI:10.7567/1347-4065/ab2daf.

  論文鏈接:

  https://doi.org/10.7567/1347-4065/ab2daf

 
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