考虑表面粗糙度的接触式超声衰减系数校正方法

材料的表面质量会显著影响超声衰减系数的准确测量。根据表面粗糙度对垂直入射的超声波束传播的影响，提出了考虑表面粗糙度的接触式超声衰减系数校正方法。首先基于未耦合时粗糙界面反射系数校正理论和光滑界面耦合时的反射系数计算公式，推导出耦合时粗糙界面的反射系数表达式。在此基础上结合衰减系数计算公式提出了包含粗糙度信息的接触式超声衰减系数校正方法。最后，制备了不同表面粗糙度的45钢和304不锈钢柱体试件，搭建了衰减系数超声测量平台，通过实验分析了表面粗糙度对信号时域和频域的影响，验证了提出的校正方法的有效性和实用性。实验结果表明，提出的衰减模型能有效补偿粗糙度引起的超声背散射信号衰减，透射法相对测量误差在6%以内。     

基于改进对数频谱差方法的超声衰减成像

给出了一种基于改进对数频谱差算法的超声衰减成像方法。不同于对数频谱差算法中以扫描数据包络信号的极值点进行数据分割,该方法先估计扫描回波数据与发射波的相关系数,并把其作为特征参量来对扫描数据进行分割。制备了3个含不同衰减粒子的仿组织模块,并测量其衰减系数,实验结果验证了本文方法是可行的。最后对仿组织模块进行超声衰减成像,得到的模块衰减图像进一步验证了本文方法的准确性。     

声学FDTD法完全匹配层数和衰减系数对衰减性能的影响

分析了声学时域有限差分(FDTD)法中完全匹配层(PML)层数、衰减系数对吸收效果的影响.通过建立研究PML边界吸收性能的模型发现:PML边界层层数和衰减系数的选择相互关联;边界层数越多,PML的吸收效果越好,但计算量增大;层数一定时,需要为各衰减层设置合适的衰减系数,以减少衰减系数差异带来的数值反射;在实际计算中,应...     

考虑水声距的晶粒尺寸超声衰减评价模型

超声衰减法评价金属材料晶粒尺寸时,会因忽略水声距设置造成系统误差而降低其评价精度。针对该问题,利用主成分分析法(PCA)对材料衰减系数测量中水声距的影响进行分析;根据PCA的数据空间降维投影特性,去除数据相关性并抑制数据噪声干扰,构建与水声距和晶粒尺寸均相关的综合衰减系数评价模型,并选取304不锈钢试块进行实验。在水声距13.8~156.9 mm范围内任取8个值,针对金相法测定晶粒粒度为72.35μm的304不锈钢试块,对比传统衰减评价模型与该模型的评价精度,验证其有效性。研究结果表明:传统衰减法与综合模型评价对金相法结果的相对误差分别为17.55%和6.49%;综合模型可抑制水声距调整精度对晶粒尺寸评价结果的不利影响,提高金属材料晶粒尺寸超声无损评价方法的实用性和可靠性。     

超声成像系统TGC电路的设计与实现

超声波在人体组织传播其强度会随探测深度增加而衰减,因此时间增益补偿电路在超声成像系统中起着重要作用.提出时间增益补偿控制电路的设计方案,模拟电子电路和数字电路设计相结合的方法.经仿真实验证明,该设计方案简单可行,控制信号可靠稳定,能准确补偿超声衰减,有效提高了图像质量.     

基于带宽估计脉动血流多普勒夹角的方法研究

研究了基于带宽估计多普勒夹角平均时相选择、多普勒带宽的计算、信号频谱的估计方法等问题，提出了一种新方法：先对多普勒信号进行基于主元分析的降噪，然后使用短时傅里叶变换(STFT)进行夹角估计，最后在收缩后期进行平均．通过颈动脉超声多普勒信号的计算机仿真实验，得出：夹角平均应选在收缩后期；STFT估计夹角应用fmean,AR模型估计夹角用fmean和fp均可；STFT和AR模型在估计夹角的性能各有优劣．新方法较大程度地改善了多普勒夹角估计方法的抗噪声性能，可以在信噪比较低的情况下使用。     

多层介质中超声脉冲反射信号处理及应用

本文提出一种能从多层介质的超声反射脉冲提取有用的被检测信号的方法,被检测信号的特点是产生该信号的介质不与声学探头直接接触,而且该信号在多层介质中的衰减必须予以考虑。这种方法能用于多层介质中超声无损检测。     

超声脑成像和经颅超声传感增强方法

超声脑成像技术在脑疾病的诊断和治疗方面有着广泛的应用前景，具体包括超声多普勒成像、超声造影成像、超声定位显微成像、超声弹性成像和时延校正成像。由于颅骨声阻抗与背景介质声阻抗存在显著差异，超声经颅传播时会产生强烈的反射、衰减、波形畸变等，导致超声图像的信噪比降低。针对此问题，本文介绍了基于变换声学理论的颅骨互补声学超构材料设计方法，并通过仿真来验证该方法的有效性。仿真结果表明：具有各向异性参数分布的双负声学超构材料能够抵消颅骨畸变层带来的声衰减及波形畸变，使声波在几乎不造成能量损失的情况下通过颅骨畸变层，从而实现超声透射传感增强。该方法对研究基于声学超构材料的无创高分辨率超声脑成像技术具有重要意义。     

爆炸应力波在层状岩体中的传播与衰减

针对层状岩体的特征,研究爆炸应力波中的平面波在层状岩体界面上的透、反射关系以及球面波在各岩层中的衰减特性,分析爆炸应力波在层状岩体中的传播和衰减规律.研究表明,爆炸应力波在各层岩体中随传播距离的增加而衰减,衰减速度分别与各层岩体的衰减系数有关;爆炸应力波在经过不同岩层界面时的强度增减与层面两侧岩体的阻抗有关.在相同传播距离内,层数较多、软硬相间的层状岩体对爆炸应力波有更大的衰减.当爆炸应力波经层状岩体传播后作用于地下结构时,层状岩体能更好地保护其下方的结构.     

弹性波时域仿真的两个问题

为了解决医学超声探测的动态计算机仿真问题，将计算电磁学的时域有限差分(FDTD)方法应用于弹性机械波的模拟．建立了模拟弹性波时的有限差分模型，给出了弹性媒质运动学方程的FDTD离散形式，提出了复杂媒质边界的处理方法，用完全匹配层吸收边界截断计算区域．数值实验验证了上述模型和计算方法的有效性．     

真三轴压缩下岩石中超声波衰减的实验研究

使用真三轴压机模拟了水平或缓倾斜矿体采场间柱的受力状态,研究了在这种应力状态下岩石破坏过程中超声波衰减的特性。采用不同时刻频谱比法和标准试块频谱比法计算了岩石的品质因数Q_P值,给出了Q_P值在不同极限应力状态下的实验数据,并对穿过岩石试件的P波进行频谱分析,讨论了超声波在岩石中的衰减机制。     

微米磁性复合材料超声波吸收检测研究

目的研究磁性SiO2-Fe3O4-P(NIPAM-co-AA)有机-无机复合微球及复合材料的制备、吸收超声波的能力和吸波机理。方法分别对不同系列样品的超声衰减系数及声速进行测量、比对分析。结果磁性复合材料声衰减系数随SiO2的包覆厚度增大而增大,磁含量大小对声衰减系数有一定的影响,同时超声衰减系数对频率有很强的依赖性。结论复合材料中SiO2的包覆厚度、磁性大小对声衰减系数、超声速度有不同影响,此复合材料应用于超声波吸波材料时在较高频率对超声波的吸收效果好。     

软组织成分含量对超声衰减特性影响的实验分析

应用谱差测软组织衰减的方法,分析软组织主要成分含量的变化对组织超声衰减的影响。结果表明,脂肪和胶原蛋白及水分含量对组织衰减有较大影响。随着组织中脂肪含量的增高,其衰减有较显著增加。     

超声波在原油中的吸收衰减

从声学的角度,利用旋转粘度仪等设备,采用脉冲透射插入取代法,在一定温度范围内将超声技术用于胜利、辽河两油田所产不同油品中,对其粘度、声速及吸收衰减等参数进行了系统的研究.给出了相应的粘度-温度、声衰减系数-声波频率、声速-温度以及声速方次-温度等拟合曲线、公式和声衰减修正公式.实验表明随着温度升高,以上相关参数均呈下降趋势.     

混凝土非均匀性对超声波衰减作用的模拟分析

为深入了解超声波在混凝土中的衰减特征和混凝土随机非均匀性的对应关系,首先,基于数字图像处理技术以混凝土骨料的含量、粒径为变量,建立了混凝土的数字模型;其次,引入Kelvin-Voigt本构关系表征超声波传播过程中的黏弹性;再次,应用谱比法分别测量了骨料和水泥砂浆的品质因子参量,并将其引入超声波控制方程;最后,在此基础上采用交错网格有限差分方法模拟了超声波在混凝土中的传播,并从能量和频率角度分析了骨料粒径、骨料含量、水泥砂浆波速和品质因子等随机参数对混凝土中超声波传播的影响。研究结果表明：超声波散射衰减对混凝土随机性最为敏感,是造成超声波能量衰减的主要衰减模式;黏弹性虽然会进一步造成能量的衰减,但是相比于散射,其影响可以忽略;对混凝土进行超声波无损检测的建议入射频率为50～100 kHz。研究为建立混凝土性能特征和超声波传播参数之间的映射关系提供了有益参考。     

检测和分离生物组织超声反射波和散射波的方法──相关系数平方包络线峰值阈值法

给出了一种适用于生物组织反射界面定位及分离反射波和散射波的方法——相关系数平包络线峰值阈值法。此法以相关检测为基础，经改进后，采用相关系数的平方作为界面检测的特征参量。通过设定阈值，在相关系数平方包络线峰值组成的集合内检测反射界面，再利用估计的反射波和入射波的比例系数将反射波和散射波分开。然后通过减小噪声对相关系数的影响，使检测性能进一步改善。计算机仿真实验和生物组织仿真模块实验表明，此法既可改善随深度增加而来的信噪比降低引起的检测率降低，又可使检测过程简化。     

Determination of discontinuities in marble blocks via a nondestructive ultrasonic technique

Miners working in the marble industry have always been interested in identifying structural weaknesses in marble blocks before they are transported to marble processing plants. To achieve this difficult task, several simple methods have been developed among miners but observation-based methods do not consistently provide satisfactory results. A nondestructive method developed for testing concrete could be used for this purpose. In this study, this simple method based on differences in ultrasonic wave propagation in different materials was presented, and the test results performed both in the laboratory and a marble quarry were discussed.     

超声波在液压缸中传播的声压变化分析

简述了衰减系数的定义和在液体中的衰减系数公式，给出了衰减系数与温度、声压衰减数与测量距离的关系曲线，推出了在液压缸中超声波的衰减公式，提出了一种在测距系统中选择超声波频率的方法。     

碳酸盐岩孔洞模型中超声波传播特性

 以孔洞型碳酸盐岩的小岩柱为对象,采用二维超声波数值模拟与物理模型实验相结合的方法,从运动学及动力学角度,研究了多频率下超声波在不同尺寸、形状及分布的孔洞模型中的传播特性。结果表明,不连续分布的单孔洞,其尺寸变化对声波速度几乎无影响但与衰减系数呈正相关,在相同尺寸下随测试频率的增加声波速度有增加的趋势,衰减系数与频率间呈幂函数递增关系;圆形孔洞、方形孔洞对声波速度影响与孔隙度有关,孔隙度9%为临界值,低于9%时影响不敏感（可忽略）,高于9%时圆形孔洞对衰减系数的影响大于正方形孔洞的影响;椭圆形孔洞的影响与其纵横比有关,纵横比大于1时,随纵横比增加衰减系数的变化幅度较小,反之则衰减系数的变化幅度较大;随孔洞分布集中度的增加,声波速度呈线性规律减小,衰减系数呈线性规律增加。