戚秀真[1]2016年在《混凝土超声层析成像方法研究》文中研究表明由于混凝土材料本身的复杂特性以及在设计、施工、后期保养阶段的不足,很多的混凝土构件在建造以及使用过程中,会出现一些缺陷或者是损伤,严重影响了混凝土结构物的使用安全,甚至会造成严重的恶性事故。如何能够快速精确的获得混凝土构件内部的质量情况,为评估混凝土结构物的性能提供准确的依据,显得尤为重要。近年来,在混凝土的无损检测中引入了超声层析成像技术,能够将混凝土结构检测面的质量情况、缺陷大小分布,以图像的形式精确、形象、完整的显示出来,弥补了传统混凝土检测方法的一些局限,成为混凝土结构检测的发展方向。本文从混凝土超声检测基本原理、基于射线理论的混凝土超声层析成像理论及正演反演方法、基于菲涅耳体的混凝土超声层析成像方法、层析成像结果图像后处理方法及影响层析成像结果的主要因素等几个方面,进行系统深入的研究,主要研究成果如下:(1)针对混凝土测区内部波速随机分布、缺陷具有一定规律的特点,提出了一种基于Snell定律与扰动法相结合的改进射线追踪方法,以适用于混凝土超声层析成像的正演过程特点。通过对不同模型的试验结果表明,改进后的射线追踪路径更加接近真实声波路径,基于Snell定律改进的扰动法射线追踪适用于混凝土超声层析成像正演过程。(2)通过对常规混凝土超声层析成像迭代反演算法及最小二乘算法的研究,提出了适用于混凝土超声层析成像的两种改进ART算法、改进的共轭梯度算法及改进的LSQR算法。在两种ART改进算法中分别引入波速分级和成像单元逐级分块的概念;改进共轭梯度算法中引入预处理矩阵对投影矩阵进行预处理,降低投影矩阵的条件数;改进LSQR算法中通过加入阻尼因子来抑制误差造成的影响。通过数值模型及混凝土试块试验,对改进算法与原始算法进行了对比分析,结果表明,改进算法在计算速度和计算精度上都得到了提高。通过大、小两组混凝土试块内部缺陷成像结果试验及分析,验证了改进算法的有效性,成像结果图像表明,改进算法均能够较好地反映出混凝土试块内部的缺陷位置及分布。(3)针对基于射线理论的混凝土超声层析成像中由于射线稀疏、不完全造成的不适定问题,提出了一种基于菲涅耳体的混凝土超声层析成像方法。在混凝土超声层析成像中,超声波的能量传播实际上是在第一菲涅耳体内,利用菲涅耳体代替射线来进行混凝土层析成像,可以增加算法对混凝土测区内的覆盖范围,从而提高层析成像反演的速度和效率,并且层析成像结果图的分辨率和可靠性也将会得到提高。通过数值理论模型及混凝土试块试验验证了基于菲涅耳体混凝土超声层析成像方法的优越性。(4)研究了混凝土超声层析成像结果图像的后处理方法以及主要影响因素。对混凝土超声层析成像的结果图像采用谱系聚类分析进行处理。混凝土试块试验表明,谱系聚类分析图像后处理方法能够很好地抑制伪像,凸显缺陷,提高结果图像的分辨率、可靠性和可读性,从而增强结果图像的缺陷识别能力。对影响层析成像结果的多种因素进行试验研究分析,从而便于选取更加稳定、适合混凝土层析成像的方法。
贺宁[2]2011年在《基于非均匀傅里叶变换的超声层析成像研究》文中指出超声波成像技术作为现代医学四大影像技术之一,有着不可替代的作用。X光成像可以准确获得人体组织的信息,是一种很好的检测手段,但其对软组织的成像不理想,且因其有电离辐射特性,对于人体的影响较大,所以它的应用有局限性。超声成像仪器因其价格便宜,无电离辐射,可以制造成便携式设备等特点,在医院的使用频率很高。常用的B超能应用于常规性的体检或胎儿的检查等情况。但是B超的成像较模糊,对人体情况的判断需要依靠医生的经验,个人的主观性会影响判断的结果,因此超声波用于人体的定量的成像成为一个重要的研究方向。层析成像(Computed Tomography)是通过从许多不同方向照射物体,根据透射或反射的数据来重建断面图像的成像技术。本文讨论的是考虑散射的情况下采用超声波这种安全的能源对人体组织进行定量成像的超声衍射层析成像问题。所完成的主要工作和创新点如下:基于傅里叶散射投影定理,频域插值(Gridding)算法是在频域对变换后的散射场数据进行插值,得到均匀网格上的值,从而进行二维傅里叶反变换得到介质成像平面的分布。非均匀傅里叶变换(Non-uniform Fourier Transform)包括前向NUFT和后向NUFT。其中前向NUFT的快速算法可以采用对过采样的FFT变换的频域值进行插值得到。min-max方法对其插值参数进行优化,得到基于min-max的快速非均匀傅里叶变换的算法。本文讨论的是后向NUFT,即二维情况下从非均匀样点到均匀样点的前向NUFT的反变换问题。因为计算的规模很大,不能采用直接求解逆矩阵的方法实现,所以采用最小二乘法的思想,采用迭代算法(CG)逐步接近最优化解。采用插值方法的成像结果作为迭代的初始值,可以减少迭代次数,减小运算量。经试验分析,采用本文的方法,成像效果得到提高。对仿真数据的获取方法进行了讨论分析,在弱散射情况下,基于傅里叶散射投影定理,可以对Shepp-Logan模型的频域任一点的值进行解析求解,基于此可以得到不引入任何误差的用于仿真的数据。对多频率投影的情况,分析其频域分布特点,在多频率入射的情况下,可以减少成像的时间,在医学图像的提取中是一个好的发展方向。在成像过程中会出现不完整投影的情况,分析其不完整程度对成像效果的影响,和数据冗余以减少投影或采样点,使信息的利用率变高。对透射和反射模式下散射场所提供的信息量进行分析,在不增大采样时间的情况下可同时获取反射场和透射场的数据,将其进行结合,可以提高成像质量。
陈国平[3]2009年在《微波热致超声波扫描成像系统关键技术研究》文中指出大量医学统计数据表明各种癌症发生率和死亡率均在逐年增加，然而癌症从确诊到治疗的各种技术发展却并不乐观。一种得到共识的观点是肿瘤或癌的早期发现对治疗效果将存在显着的影响，本文所关注的乳腺肿瘤(癌)的检测也具有这一特点。微波热致超声波扫描成像(Microwave-Induced Thermo-Acoustic Tomography，MITAT)技术是一种新兴的检测技术，它使用微波脉冲激励组织，组织将吸收的微波能转化为热能，然后生物组织受热不均匀而产生可检测的超声波信号。特别是恶性肿瘤，其介电常数和电导率均远高于周围正常组织，因此，它们可以产生高幅度的微波热致超声波(Microwave-Induced Thermo-Acoustic，MITA)信号。由于微波热致超声扫描成像技术应用微波激励、超声成像，可产生高分辨率和高对比度的成像结果，使它成为一种非常有潜力的生物医学成像技术。然而，微波热致超声波扫描成像系统也存在许多难点。首先，微波热致超声波涉及多物理场过程，它包括电磁波在非均匀介质中的传播过程、电磁能转换为热能过程、热致膨胀产生机械波(超声波)过程。基于动力学和热扩散、传导方程的微波热致超声波机制解析解的分析，将上述叁类物理场有机地结合在了一起，与基于热平衡的状态解析分析相比，这一方法更少地对叁物理场所涉及的参数进行近似，能更准确地反映微波热致超声波机制。其次，激励所用的高功率微波脉冲会产生很宽频带的强电磁干扰，这对于微弱的微波热致超声波的检测形成巨大的挑战。如何在减小激励微波功率的前提下，尽量提高热致超声波的信噪比是这一系统的成败关键。为了达到激励微波功率与信噪比的更优化，在对系统的电磁噪声来源进行了研究的基础上，新的具有高电磁兼容能力的超声波检测探头被设计和应用到微波热致超声波扫描系统中。从信号处理的角度，基于小波分析的噪声抑制技术也被应用到对测量的微波热致超声波信号进行处理。另外，为获得辐射微波能在生物组织中尽量均匀的分布和辐射效能，对现有的矩形波导辐射器的优化通过设计低驻波比的圆喇叭天线进行了仿真讨论。最后，非均匀介质(生物组织)中的目标成像也是微波热致超声波扫描成像系统的重点和难点。由于生物组织的非均匀性和成像目标处于微波和超声波的近场，波的衍射和散射不可忽略，一些成像算法，如后向投影算法等无法克服这些因素所产生的多径效应，成像分辨率和对比度均会受到影响；而基于伪谱时域方法(Pseudo-Spectral Time Domain，PSTD)的时间反转镜像(Time Reversal Mirror，TRM)技术在微波热致超声波扫描成像系统中的应用，能充分地利用目标信号通过生物组织的非均匀性带来的多径信息，对目标形成准确的聚集成像。另外，伪谱时域方法作为时间反转镜像技术的计算核的应用可以方便地实现时间反转镜像技术所需的系统格林函数和大尺度生物器官如乳房的快速计算。本文的研究内容主要包括微波热致超声成像软、硬件系统中的一些关键技术，主要内容概括如下：1．在讨论了生物组织的微波吸收特点的基础上，基于动力学和热扩散、传导定理推导了生物组织的微波热致超声理论，得到微波能在生物组织中的吸收分布与微波热致超声波源分布等效的结论。2．从系统的角度讨论了微波热致超声波扫描成像系统的各部分构成，深入讨论了激励微波脉冲源的设计准则、检测子系统的技术细节及电磁兼容考虑。搭建的实验原型机，微波脉冲源中心频率2．45 GHz，脉冲宽度0．5-2．0μs，峰值功率0．8-40kW。3．对实验数据所反映的超声信号时频域特征进行了研究。对时域微波热致超声波信号的时延误差随样品探头距离增加而减小的现象，通过考虑实际样品的截面积尺寸和样品上不同位置的热声源的迭加过程进行了研究，并对相应的修正方法进行了讨论；由激励源、样品几何尺寸、超声波传感器响应的级联在频域上的关系，讨论了生物组织的几何尺度信息如何在测量信号中通过微波热致超声信号频谱分布反映出来的，同时也揭示了微波热致超声波信号的频率范围特征。4．研究了基于小波分析的噪声抑制方法在微波热致超声波信号中降噪和多分辨率应用。5．基于所搭建的微波热致超声成像系统所测得的实验数据，研究了相应的重建算法：反投影成像(Back-Projection，BP)算法和基于PSTD的TRM技术，成像分辨率＜3mm，成像对比度＞25dB。6．在均匀媒质(变压器油或炼猪油)中的简单目标(单纯高含水量生物组织，如猪肌肉)进行了一维线阵和环阵的微波热致超声波成像实验；对复杂目标(具有皮肤、脂肪和肌肉结构)进行了一维线阵微波热致超声波成像实验。
赵静[4]2017年在《超声层析成像中正则化方法的研究》文中提出超声层析成像技术是利用介质外部接收到的散射波数据,依照一定的物理和数学关系对介质内部结构进行反演的一种技术。本文由连续介质中超声波传播的波动理论,推导出超声波穿过被测介质时的前向散射方程以及逆散射方程,以此来反演物体内部结构。运用迭代算法解决逆散射方程的非线性问题,对于迭代过程中逆散射方程的不适定问题,则引入正则化方法进行处理。第一类方法为直接正则化方法,适用于解中、小型线性离散不适定系统。此类方法通常借助于矩阵分解,其中最常用的为奇异值分解法(SVD),因为该分解处理简洁且分解数值稳定。TSVD和TTLS是基于SVD分解的较为流行的正则化方法,在求解过程中舍弃系数矩阵中较小的奇异值,保留问题的可靠部分。这两种方法与经典的Tikhonov正则化方法相比具有不需要先验信息、正则化参数选取方便等优点。文中将TSVD正则化方法和Tikhonov-Gaussian正则化方法结合,对TSVD正则化方法进行改进。改进的TSVD方法的主要思想是:引入截断参数将系数矩阵分为较大奇异值和较小奇异值,即可靠部分和不可靠部分,再利用Tikhonov-Gaussian方法只对问题的不可靠部分进行修正。这样既抑制了小奇异值对数据端噪声的放大作用,又避免了模型的可靠部分受到修正的影响。第二类方法为迭代正则化方法,此类方法在处理不适定问题时可减少计算量,加快运算的速度。对大规模的线性离散不适定系统,这类方法是一个不错的选择。CGLS和LSQR是两种常用的Krylov子空间方法。CGLS方法实质是应用共轭梯度法来求解原问题的法方程。LSQR方法则是用Lanczos双对角化方法求解原问题的法方程。考虑到CGLS方法的半收敛的特性,文中对CGLS方法进行了改进。通过适当的修正因子作用于残差向量,在CGLS迭代中通过平衡残差达到抑制残差中噪声扩散的目的,进而克服原CGLS方法半收敛现象,得到更好的重建效果。通过实验仿真以及结果分析得到:(1)总体而言迭代正则化方法收敛速度快于直接正则化方法,且对模型的拟合程度好于直接正则化方法。(2)TSVD、改进的TSVD和TTLS方法都能实现逆散射问题的正则化处理。其中改进的TSVD方法最逼近原问题的真实解,TSVD方法次之,TTLS方法最差。(3)CGLS方法和LSQR方法具有相似的数值结果,LSQR方法的存储量小于CGLS方法,计算量大于CGLS方法,且具有更好的数值稳定性。(4)改进的CGLS方法在没有明显增加计算量和存储量的前提下克服半收敛现象,数值稳定性和数据拟合程度好于CGLS和LSQR方法。综上所述,上述几种正则化方法都可以在散射比较强的情况下,实现对比度为20%的被测物体的内部结构的反演重建,且获得了良好的仿真结果。
刘超[5]2003年在《超声层析成像的理论与实现》文中提出超声层析成像技术是指根据物体周围的散射波，反演物体内部结构图像的技术。由于超声波具有无电离辐射、对人体无害、设备价格便宜等优点，这一技术广泛应用于生物医学工程、无损检测、地球物理、模式识别等领域。但是由于超声波穿过不均匀介质时的复杂散射特性，使得超声散射波和物体内部介质的声学特性参数之间呈非线性关系，对于这一非线性问题，人们通常采取迭代方法来求解。而在目前各种各样的迭代方法中，都要涉及到一个不适定方程的求解问题，由于不适定方程存在于迭代过程中，因此对于这一不适定方程的处理是否适当，直接影响着迭代方法的收敛性。本文主要针对这一不适定方程的正则化问题进行研究，首先，针对不同模型，采用了Picard理论对不适定问题进行了分析，给出了通过简单图形，确定模型受噪声污染情况以及正则化方法适用范围的方法。然后，我们采用了两类四种正则化方法，对迭代过程中的不适定方程进行正则化处理，并对各种正则化方法的正则化参数确定问题进行修正，从而使得迭代方法收敛于问题的真实解，并成功地应用于较高对比度物体的图像重建问题。 第一类方法称为静态方法，主要包括截断奇异值分解(TSVD)方法和截断完全最小二乘(TTLS)方法。由于造成不适定方程最小二乘解不稳定的主要原因是由于较小奇异值及其所对应的奇异向量对解的影响，在截断奇异值分解方法中，通过适当地选择正则化参数κ，将最小二乘解中κ以后的项直接截去，从而达到正则化的目的；而截断完全最小二乘法，考虑了不适定方程的系数矩阵和数据项同时存在误差的情况，因此适用于较强的不适定问题。在这两种正则化方法中，截断参数κ的选取起到了至关重要的作用，我们对这一参数的确定方法进行了修正，使得在不需要任何先验信息的情况下，迭代方法收敛。 第二类方法称为迭代正则化方法，主要包括cgls方法和LSQR方法，他们同属于Krylov子空间的投影方法。其中cgls方法的实质是将共轭梯度方法应用于原问题的法方程；而LSQR方法是将Lanczos双对角化过程应用于法方程。这两种方法的正则化效果取决于迭代的次数，我们通过对静态正则化方法中逆散射方程系数矩阵的谱特性、正则化参数等进行分析，对这类迭代正则化方法选取了统一的正则化参数(迭代次数)，使得外部迭代方法收敛。 通过理论分析及数值仿真，我们验证了这四种正则化方法，配合以适当的正则化参数选取，可以使得超声层析成像的迭代算法稳定，且可以应用到较高对比度情况的成像问题。
吴健[6]2011年在《胶体多参数测量实验研究及多通道同步数据采集系统设计》文中研究表明近年来，胶体中纳米颗粒倍受研究者的青睐，在研究胶体时，其颗粒相粒度、密度和浓度等参数对胶体性质影响非常大。因此，研究胶体颗粒相粒度、密度和浓度非常重要。本文第一部分内容围绕胶体颗粒相粒度、密度和浓度展开，发展了一种利用超声同时获得胶体颗粒相粒度、密度和浓度的方法。同时，组建了一套胶体多参数测量的实验系统，系统包括硬件和软件两个部分。具体包括如下内容：一：胶体多参数测量实验系统分为硬件和软件两大部分。其中硬件部分主要包括：脉冲超声发射/接收仪、NI-5114高速数据采集板卡、样品池、超声换能器和电脑等设备。软件部分由LabVIEW开发，主要包括数据采集、快速傅立叶变化、曲线拟合、密度浓度和声衰减谱计算等模块。颗粒粒度测量范围为：10nm～10um，质量浓度可高达40%，对颗粒密度没有具体要求，整个测量系统稳定，可靠。二：实验中，以纳米ATO和纳米硫磺为研究对象，每个样品分别测量了四组浓度下的数据。实验结果表明：1超声方法能够同时获得样品的粒度、密度和浓度信息。2样品粒度分布结果和其它纳米颗粒测量方法结果相比较为吻和，说明采用超声衰减谱法测量纳米颗粒的合理性。3样品密度的测量误差均小于1%，而浓度误差则小于10%，主要原因在于浓度测量结果依赖于密度的测量结果，即密度测量结果的误差会通过误差传递的方式带入浓度测量结果。叁：探讨了采用脉冲或连续超声波激发对颗粒粒度表征的影响。研究发现：1两种激励方式下的声衰减谱的趋势相同。2连续波激励下的声衰减谱数值上比脉冲波激励下的大10%左右。3结合粒径反演，发现，相比脉冲波激励，连续波激励下的颗粒系特征尺寸D10，D50和D90偏大5%以内，这和连续波激励下测量区之间复杂的声场特性相关。综上所述，不同激励方式下，颗粒粒度表征呈现出很高的一致性。四：同时，还讨论了超声分散在颗粒粒度表征中的作用及超声分散前后胶体的稳定性。为此，利用LabVIEW开发了一个可以实时采集超声信号峰峰值的程序。实验测量了超声分散前、超声分散后、静置1min和静置5min四个状态下的声衰减谱和粒度分布。结果发现：超声分散后的声衰减谱数值上明显小于超声分散前的声衰减谱，颗粒系特征尺寸D10、D50均小于分散前的，说明经过超声分散后，团聚的纳米颗粒被超声波空化效应引起的高温高压能量击碎，形成了更小的纳米颗粒；随着放置时间的增加，声衰减谱不断增大，粒径分布逐渐变窄，相应的D10、D50、D90变大。说明超声分散在一定程度上能分散已团聚的纳米颗粒，然而分散后系统并不稳定，很快纳米颗粒会再次发生团聚。以上测量装置和实验均适用于静态情况。然而，实际工业生产中存在许多两相流及多相流问题。其中，两相流的测量是一大难题，层析成像技术是两相流测量问题的一个较好的解决方案。因此，文中第二部分设计了一套可用于超声层析成像的多通道数据同步采集系统，主要包括扇形束超声换能器阵列、微弱信号放大电路及多通道采集程序叁方面的内容：五：设计了一个超声换能器阵列。为了兼顾系统独立测量量个数及复杂程度，该阵列含有16个超声换能器，采用扇形束扫描方式，每次实验可得240个独立测量量。六：微弱信号放大电路是连接换能器阵列和数据采集卡的一个纽带。包括阻抗匹配、两级放大和滤波叁个模块。七：利用两块PCI-5105数据板卡和LabVIEW8.5开发了一个多通道（16）同步数据采集程序，利用上述叁部分构成了一套多通道同步数据采集系统，并利用此装置进行了换能器阵列信号的同步采集。
许聪[7]2012年在《电阻与超声双模态油气水多相流测量方法研究》文中研究指明过程层析成像技术以两相/多相流为主要研究对象，采用空间敏感电极阵列测量边界电压数据，获取可描述被测区域的二维或叁维分布信息。电阻层析成像技术与超声层析成像技术作为两种基于不同物理原理的过程层析成像技术，传感器均具有低成本、安全性好、无辐射、非扰动、响应快速等优点，在多相流在线可视化及参数测量方面具有很大的潜力。两种技术的适用范围及成像特点不尽相同，其敏感场分布具有一定的互补性。课题研究从改善流动过程参数测量精度和拓宽测量应用范围的角度出发，提出了一种可用于油气水多相流的电阻与超声双模态测量方法。完成的主要工作如下：1.以超声透射测量作为电阻层析成像技术的补充模态，设计了一种双模态系统结构。利用超声对气液两相界面分布敏感，透射测量方法可得到气液界面以及敏感场中心区域气泡的大致分布状况，作为电阻层析成像技术的先验信息；同时，电阻与超声测量手段在传感器信息、敏感场分布、数据结构及空间分辨率都具有很好的互补性。2.基于Compact PCI总线及FPGA技术设计了用于多相流测量的数据采集平台，可满足多模态传感器的数据采集需求，具有很好的兼容性和扩展性。采用FPGA进行控制逻辑的设计及并行方式高性能数据处理单元的实现，使采集系统具有很好的灵活性及可配置性。3.为改善系统实时性，提高系统测量精度，基于Compact PCI总线实现DMA方式数据传输，采用FPGA数字化并行方式实现滤波解调模块，实现双截面电阻层析成像系统。经测试，单截面采集速度达到每秒1042幅，信噪比63dB以上，实际测量数据偏离度低于0.7%；相应的信息处理软件融合了数据采集、图像重建及特征提取等算法，可进行在线实时监测及离线数据分析。标定实验显示，对单分布不导电介质的面积估计相对误差低于5.6%，对多分布状况的介质具有清晰的区分度；水平管油水两相流实验结果显示在油水总流量低于3m3/h时，油相的估计平均体积含率误差低于6%。4.基于超声透射测量方法，提出采用损失电压方法估计气泡大小及位置。设计搭建了“一发叁收”的窄带16超声传感器测量系统用于50mm水平管段的油气水多相流测量，采用1MHz超声探头进行了标定实验，初步结果表明该方法具有很好的分辨力，最小可分辨泡径1.5毫米的气泡。
戚秀真[8]2006年在《混凝土超声无损检测层析成像技术研究》文中提出超声波无损检测中的层析成像技术，作为一种先进的检测技术被广泛应用于混凝土结构的内部质量检测中。为了能够得到更加清晰、准确地反映混凝土内部结构的图像，本文分别对混凝土超声层析成像检测系统及其层析成像算法进行了研究与改进。 本文从超声检测方法的现状出发，分析现有检测设备存在的问题，设计了一种新的混凝土超声层析成像无损检测系统。该系统采用稀土超声换能器作为发射源，具有大功率、宽频带、短余震的优点，可以用于大型工程中的大体积混凝土结构的无损检测；采用24通道数据同步接收，提高了现场工作效率，同时可以保证数据采样位置的精度，从而保证了层析成像的精度；采用改进的图像重建算法，提高了图像重建的速度和精度。 论文通过对常规超声层析成像算法的分析研究，提出了两种改进的图像重建算法：从概率角度改进的IART算法和塔式ART算法。通过数值模拟和混凝土试件试验研究结果表明：与传统ART算法相比，IART算法反演精度高，图像重建能力强：塔式ART算法重建图像速度快。两种算法都适合以射线理论为基础的层析成像。而且算法的正确性和有效性在实桥检测中得到了验证。 超声波在混凝土中的传播特性以及混凝土本身的不均匀性，使得超声波的实际传播路径发生弯曲。因此，论文还将线性走时插值(LTI)射线追踪算法引入混凝土超声层析成像中。数值模拟和试验研究表明，LTI算法的引入，进一步提高了图像重建的精度和质量。
顾建飞, 贾楠, 苏明旭, 蔡小舒[9]2018年在《集成超声透射和反射层析成像的理论与实验研究》文中研究说明超声过程层析成像能可靠地表征颗粒两相流的空间分布。为增加有效投影数据量,提出一种融合超声波透射和反射信息的双模式超声过程层析成像方法。设计了基于聚偏氟乙烯压电薄膜的微型传感器阵列,搭建24通道超声成像系统,并提出扫描过程中识别、提取透射波和反射波的方法,实现对扫描路径上的超声透射波和反射波同步测量。对四个不同的钢珠颗粒体系进行了数值和实验研究:通过COMSOL软件仿真获得成像区的声压分布,发现颗粒尺寸的测量下限应大于换能器发射面宽度;其后分别采用透射、反射和双模式成像方法对钢珠颗粒体系进行实验研究。结果对比表明,双模式超声成像方法从图像去噪和颗粒轮廓增强方面明显改进了超声层析成像效果。
王强[10]2009年在《大型桥梁混凝土构件超声波探伤技术应用研究》文中研究指明桥梁在国家的交通运输和经济发展中占有重要位置,其质量检测和性能评估是目前工程建设中迫切需要解决的问题。桥梁检测是保证桥梁安全运营的重要手段,通过早期桥梁病害的发现,能够节约桥梁的维修费用,最大程度减小桥梁事故造成的损失。本文系统介绍了超声成像的基本原理、重建算法及射线追踪方法。首先建立数学模型,在理论上重建试块速度分布图像,验证实验中所使用理论、方法的可行性,并比较不同观测系统对成像效果的影响。物理模型实验介绍了使用的仪器、激发装置、接收装置。通过在试件中设置不同的缺陷,采用不同的观测系统,对比分析其成像规律、比较其对不同缺陷的反映能力。结合工程实例,具体介绍超声成像野外工作布置方法、数据采集、测试成果及分析解释,通过与其他方法进行验证,证明超声成像方法满足工程中的精度要求。
参考文献：
[1]. 混凝土超声层析成像方法研究[D]. 戚秀真. 长安大学. 2016
[2]. 基于非均匀傅里叶变换的超声层析成像研究[D]. 贺宁. 中国科学技术大学. 2011
[3]. 微波热致超声波扫描成像系统关键技术研究[D]. 陈国平. 电子科技大学. 2009
[4]. 超声层析成像中正则化方法的研究[D]. 赵静. 中北大学. 2017
[5]. 超声层析成像的理论与实现[D]. 刘超. 浙江大学. 2003
[6]. 胶体多参数测量实验研究及多通道同步数据采集系统设计[D]. 吴健. 上海理工大学. 2011
[7]. 电阻与超声双模态油气水多相流测量方法研究[D]. 许聪. 天津大学. 2012
[8]. 混凝土超声无损检测层析成像技术研究[D]. 戚秀真. 长安大学. 2006
[9]. 集成超声透射和反射层析成像的理论与实验研究[J]. 顾建飞, 贾楠, 苏明旭, 蔡小舒. 高校化学工程学报. 2018
[10]. 大型桥梁混凝土构件超声波探伤技术应用研究[D]. 王强. 吉林大学. 2009
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