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1.
针对线性相控阵列在固体介质中的声场聚焦特性及参数优化问题,该文给出了一个线性阵列的纵波瞬态聚焦声场模型。数值结果表明,当阵元被短时脉冲信号激励时,瞬态聚焦声场中不会形成栅瓣,突破了传统稳态理论模型中对阵元间距的限制;同时由于横纵波在聚焦区域内可完全分离,声束旁瓣的幅值也得到了抑制。其次,增大阵元间距能够显著提高聚焦性能,但会导致聚焦声场能量减弱,综合考虑后,最佳的阵元间距为一个波长左右。并且发现,阵元宽度对于聚焦性能几乎没有影响,但宽阵元能够提高聚焦能量。此外,受到纵波激发特性的影响,使得相控阵只能在低偏转角处获得理想的纵波聚焦性能。最后,采用不同阵元间距的相控阵探头对试块进行成像实验,观察到大阵元间距可以显著改善缺陷成像分辨率,从而验证了理论分析的结果。 相似文献
2.
由于良好的声束偏转与聚焦特性,超声相控阵已经广泛应用于多层固体介质的缺陷检测。当超声束经过多层介质时,由于反射、透射以及模式转换的存在,多种声束存在于这种结构中,使得声场分析变得复杂。为了提高多层介质检测的准确性,有必要对超声声场的分布规律进行深入地了解。该文结合高斯声束等效点源模型以及射线追踪法,给出了相控阵声源在多层固体介质中激发声场的仿真方法,并且模拟计算了一维线型相控阵在楔块-铝-黄铜-钢四层固体介质中的辐射声场。通过对不同延时法则的计算,实现了声波在这种复杂介质中的偏转与聚焦,进而研究了不同焦点处聚焦声场的分布。结果表明:相控阵方法能使聚焦点处的声场幅值增大,能量集中,提高了检测分辨率;不同聚焦点处声场聚焦效果不同,实际检测时应根据检测区域结构及位置特点,合理放置相控阵换能器。与瑞利积分法的比较表明,该文的仿真方法适用于多层介质相控阵声场的计算。 相似文献
3.
Numerical simulations of partial elements excitation for hemispherical high-intensity focused ultrasound phased transducer 下载免费PDF全文
Yanqiu Zhang 《中国物理 B》2021,30(7):78704-078704
The hemispherical phased transducer maximizes the coverage of the skull and the ultrasonic energy per unit area of the skull is minimized, thereby reducing the risk of skull burns, but the transducer has a small focal area adjustment range, increasing the focal length of treatment is an urgent question for this type of transducer. In this paper, a three-dimensional high-intensity focused ultrasound (HIFU) transcranial propagation model is established based on the human head structure. The finite difference time domain (FDTD) is combined with the Westervelt acoustic wave nonlinear propagation equation and Penne's biological heat conduction equation for numerical simulation of the sound pressure field and temperature field. Forming a treatable focal area in a small-opening hemispherical transducer with a small amount of numerical simulation calculation focusing at a set position to determine the minimum partial excitation area ratio of focusing. And then, applying these preliminary results to a large-opening diameter hemispherical transducer and the temperature field formed by it or full excitation is studied. The results show that the focus area with the excitation area ratio of less than 22% moves forward to the transducer side when the excitation sound is formed. When the excitation area ratio is greater than or equal to 23%, it focuses at the set position. In the case of partial incentives, using 23% of the partial array, the adjustable range of the treatable focal area formed in the three-dimensional space is larger than that of the full excitation. 相似文献
4.
超声相控阵检测技术在焊缝检测中具有广泛的应用。超声相控阵检测技术检测信号中常混入噪声导致检测成像时难以分辨真实的缺陷特征。这些噪声主要为无关的反射信号和局部相关的结构噪声,传统的超声图像降噪方法难以有效滤除这些噪声,且存在计算效率低、参数优化复杂等问题。该文提出了一种基于深度学习的焊缝超声相控阵检测技术检测S扫图像的降噪方法,通过搭建深度神经网络降噪模型去除S扫图像中的噪声。经过实验验证,该方法较传统的降噪方法能更有效去除焊缝超声相控阵检测技术检测S扫图中的噪声,保留缺陷的图像细节,并且提高了计算效率,同时避免了人工对不同噪声水平的S扫图像进行参数优化。 相似文献
5.
6.
相控阵超声无损检测技术近年来在无损检测领域得到了越来越广泛的应用。但当前相控阵超声检测基于传统线性超声,对于材料或结构的微缺陷、微裂纹等缺陷不敏感。研究基于超声的非线性效应的非线性超声无损检测技术对于克服线性超声相控阵技术的不足具有积极的意义。本文设计和开发了基于非线性超声相控阵的无损检测系统,并利用超声检测的标准试件对该系统的性能进行了检验。对比测试了常规线性超声方法、基于滤波的非线性超声方法以及基于反相脉冲的非线性超声方法对于钨丝线靶、超声仿体以及碳钢试块的检测效果。测试结果表明,非线性超声相控阵无损检测技术与传统线性超声相控阵无损检测相比具有空间分辨力高、缺陷分辨力强等优点,而基于反相脉冲的非线性相控阵超声无损检测在空间分辨力上比基于滤波的非线性超声检测方法又有比较显著的提高。 相似文献
7.
为解决独立学院数学教学中能力强的学生"吃不饱",能力欠佳的学生"吃不消"的问题,提出了"基础+提高"统筹优化的数学课程体系."基础"模块的教学坚持为后续专业课服务,并穿插教书中"育人"理念;"提高"模块作为公共选修范畴,具有自主性、多元化特点,并突出人才培养的阶梯式发展.通过近5年的教学改革与实践,新课程体系有效地提高了学生学习数学的兴趣,降低了期末考试的不通过率,并造就一批有创新意识的人才. 相似文献
8.
9.
开展了界面条件下线型超声相控阵声场特性的研究.将带有楔块的超声相控阵问题合理简化为液固界面的情况进行讨论.根据射线声学理论,计算了单阵元在液固界面存在时的辐射声场,进而推导了聚焦法则,得到了超声线型阵在液固界面存在时的声场、位移场表达式.对安装在楔块上的相控阵换能器的辐射声场进行了仿真,并讨论了聚焦对换能器轴向和横向声场的影响,结果表明利用聚焦能提高分辨率和灵敏度,但聚焦区域之外声束性能更差,在实际检测中要合理利用聚焦.
关键词:
超声相控阵
界面
声场
聚焦 相似文献
10.