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量化处理对超声检测系统介质参数计算影响的研究

刘云龙  
【摘要】:超声波检测是一种在工程上广泛使用的无损检测技术,具有灵敏度高、穿透力强、检验速度快、成本低、设备简单轻便和对人体无害等一系列优点。通过电子显示仪器显示出反射波(或透射波)信号或图形,对被检对象进行检测。具有灵敏度高、穿透力强、检验速度快、成本低、设备简单轻便和对人体无害等一系列优点。超声检测系统涉及到声学,数字信号处理以及计算机硬件设计等,是一个综合多门学科的系统,而且现在正向数字化,智能化方向发展。因此在对超声检测系统进行实际设计前,通过理论分析和编程仿真预先开展超声检测系统设计是非常有意义的。 本论文主要研究量化误差对超声检测系统中介质参数计算影响,这对提高超声检测的质量有着重要的意义。首先介绍了量化处理的几种基本的方法,包括均匀量化、非均匀量化(A律和μ律)等。采用均匀和非均匀量化方法处理3层介质模型下的时域超声反射信号,由量化处理后的超声反射信号计算计算传输函数,分析了不同量化处理后的传输函数特点,最后利用声阻抗解析公式,并由量化传输函数获得声阻抗计算结果,研究了量化处理对声阻抗计算结果的影响。 本文通过仿真分析,发现均匀量化与非均匀量化给超声信号传输函数带来量化误差,但随着量化级数的增大,量化误差变小。在相同的级数下,非均匀量化对超声信号的处理效果更好。声阻抗计算结果表明,量化误差使计算结果沿真值分布,随着量化级数的增加,计算结果幅度明显收窄。另外,频率间隔增大也能够使计算结果幅度收窄,这表明,量化级数和采用大频率间隔具有较好的抗干扰抗噪声能力。本文数值仿真结果与分析对实际超声检测系统的量化设计有一定借鉴意义。


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