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相控阵超声成像检测


作者:
施克仁 郭寓岷
定价:
79.00 元
版面字数:
480.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
页数:
366
最新
印次时间:
暂无
ISBN:
978-7-04-029494-1
物料号:
29494-00
出版时间:
2010年8月
读者对象:
学术著作
一级分类:
自然科学
二级分类:
机械工程
三级分类:
机械电子工程

本书论述作者研究的超声检测中的热门技术——相控阵超声成像检测技术。内容新颖,含有创新的思想和技术内容。

本书内容涉及相控阵超声声场理论、相控阵列换能器的理论分析与设计、相控阵超声成像声场控制模式、相控阵超声治疗声场控制模式、相控阵多通道超声波发射和接收系统、发射和接收超声波的相位控制技术、相控阵超声成像检测的数字系统、声束控制技术、相控阵超声自适应信号补偿技术、自适应聚焦数字相控阵超声成像技术、柔性阵列探头相控阵超声成像检测技术、混频相控阵技术、面阵相控阵超声三维成像检测技术等前沿的研究内容。

本书适合于从事无损检测技术及相关领域的研究人员,工程技术人员,相关专业的教师、研究生及本科生参考阅读。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第一章 超声检测原理与超声成像检测技术
        • 1.1 超声检测的一般概念
          • 1.2 超声成像检测原理和特点
            • 1.3 超声成像检测技术的发展和分类
              • 1.3.1 扫描超声成像
                • 1.3.2 超声全息
                  • 1.3.3 超声显微镜
                    • 1.3.4 超声CT
                      • 1.3.5 ALOK超声成像
                        • 1.3.6 衍射传播时间技术
                          • 1.3.7 合成孔径聚焦技术
                            • 1.3.8 相控阵超声成像
                            • 1.4 相控阵超声成像数字控制技术
                              • 1.4.1 相位延时
                                • 1.4.2 动态聚焦
                                • 1.5 相控阵超声成像检测研究现状
                                  • 参考文献
                                  • 第二章 相控阵超声成像检测的物理依据
                                    • 2.1 波动方程
                                      • 2.2 连续波声场理论及仿真模型
                                        • 2.2.1 单源换能器的辐射声场
                                          • 2.2.2 阵列换能器的辐射声场
                                            • 2.2.3 矩形阵元辐射声场的快速算法
                                            • 2.3 基于空间冲激响应的脉冲场模型
                                              • 2.3.1 辐射声场模型
                                                • 2.3.2 散射场模型及相控阵超声成像仿真模型
                                                  • 2.3.3 空间脉冲回波响应
                                                    • 2.3.4 阵元空间冲激响应的计算
                                                    • 2.4 相控阵超声波束的时空控制
                                                      • 2.4.1 声束的偏转
                                                        • 2.4.2 声束的聚焦
                                                          • 2.4.3 聚焦声束的偏转
                                                            • 2.4.4 二维阵列换能器的声束控制
                                                            • 2.5 相控阵超声成像检测的声学特性
                                                              • 2.5.1 空间分辨率问题
                                                                • 2.5.2 伪像问题
                                                                • 参考文献
                                                                • 第三章 相控阵列换能器的理论分析与设计
                                                                  • 3.1 二维相控阵列的设计准则
                                                                    • 3.2 二维相控阵列的参数分析与设计
                                                                      • 3.2.1 阵元间距的分析
                                                                        • 3.2.2 阵元大小的分析
                                                                          • 3.2.3 阵元数目及阵列孔径的分析
                                                                          • 3.3 二维相控阵列的总体设计准则及方法
                                                                            • 3.4 二维相控阵列性能分析
                                                                              • 3.4.1 方孔径阵列的声学特性分析
                                                                                • 3.4.2 圆孔径阵列的声学特性分析
                                                                                  • 3.4.3 圆孔径变迹阵列的声学特性分析
                                                                                  • 参考文献
                                                                                  • 第四章 基于统计学方法的二维随机稀疏阵列设计及优化
                                                                                    • 4.1 问题的提出与背景
                                                                                      • 4.2 二维稀疏相控阵列的设计方法
                                                                                        • 4.2.1 不等间隔非周期型阵元分布
                                                                                          • 4.2.2 基于统计学方法的二维稀疏阵列的设计
                                                                                          • 4.3 稀疏阵列连续波声场的统计学分析
                                                                                            • 4.3.1 稀疏阵列旁瓣特性的研究
                                                                                              • 4.3.2 稀疏阵列主瓣特性的研究
                                                                                              • 4.4 稀疏阵列的声学特性分析
                                                                                                • 4.4.1 圆孔径满采样参考阵列的性能分析
                                                                                                  • 4.4.2 稀疏阵列的性能分析
                                                                                                  • 4.5 稀疏阵列阵元分布的遗传算法优化
                                                                                                    • 4.5.1 遗传编码原理
                                                                                                      • 4.5.2 适应度函数的设计
                                                                                                        • 4.5.3 稀疏阵列遗传算法优化中的参数控制
                                                                                                          • 4.5.4 优化实验结果及分析
                                                                                                          • 4.6 成像仿真实验
                                                                                                            • 4.7 参考阵列的选取
                                                                                                              • 4.8 本章小结
                                                                                                                • 参考文献
                                                                                                                • 第五章 二维周期型稀疏阵列
                                                                                                                  • 5.1 一维周期型稀疏阵列的设计
                                                                                                                    • 5.1.1 有效孔径的概念
                                                                                                                      • 5.1.2 一维周期型稀疏阵列的孔径设计策略
                                                                                                                      • 5.2 二维周期型稀疏阵列的设计
                                                                                                                        • 5.2.1 二维有效孔径
                                                                                                                          • 5.2.2 二维周期型稀疏阵列的孔径设计策略
                                                                                                                          • 5.3 二维周期型稀疏阵列的性能分析
                                                                                                                            • 5.3.1 二维周期型稀疏阵列仿真分析条件
                                                                                                                              • 5.3.2 二维周期型稀疏阵列的性能仿真结果
                                                                                                                              • 5.4 讨论
                                                                                                                                • 5.5 结论
                                                                                                                                  • 参考文献
                                                                                                                                  • 第六章 稀疏阵列的(MRLA +GA)设计法
                                                                                                                                    • 6.1 最小冗余度阵列和遗传算法结合(MRLA+GA)设计一维稀疏阵列
                                                                                                                                      • 6.1.1 最小冗余度阵列简介
                                                                                                                                        • 6.1.2 计算机求解最小冗余度阵列的方法
                                                                                                                                          • 6.1.3 一维稀疏阵列设计结果、分析和实验验证
                                                                                                                                          • 6.2 最小冗余度阵列和遗传算法结合(MRLA+GA)设计二维稀疏阵列
                                                                                                                                            • 6.2.1 设计的思路与方法
                                                                                                                                              • 6.2.2 实验验证
                                                                                                                                              • 参考文献
                                                                                                                                              • 第七章 子阵合成相控阵
                                                                                                                                                • 7.1 子阵合成相控阵
                                                                                                                                                  • 7.1.1 合成孔径技术的启示与子阵合成相控阵方法的提出
                                                                                                                                                    • 7.1.2 子阵合成相控阵中子阵划分方案的确定
                                                                                                                                                    • 7.2 模拟实验验证
                                                                                                                                                      • 参考文献
                                                                                                                                                      • 第八章 二维相控阵列的声场控制模式
                                                                                                                                                        • 8.1 单焦点扫描声场模式
                                                                                                                                                          • 8.2 多焦点直接合成声场模式
                                                                                                                                                            • 8.2.1 基于伪逆矩阵的声场合成算法
                                                                                                                                                              • 8.2.2 声强增益的优化
                                                                                                                                                                • 8.2.3 激励向量的优化
                                                                                                                                                                • 8.3 超声成像检测的声场模式
                                                                                                                                                                  • 8.3.1 实时三维超声成像的扫描方式
                                                                                                                                                                    • 8.3.2 检测声场纵向模式
                                                                                                                                                                      • 8.3.3 检测声场横向模式
                                                                                                                                                                      • 8.4 高强度聚焦超声HIFU的声场模式
                                                                                                                                                                        • 8.4.1 热疗场的声场模式
                                                                                                                                                                          • 8.4.2 二维阵列热疗场的声场模式仿真
                                                                                                                                                                          • 8.5 本章小结
                                                                                                                                                                            • 参考文献
                                                                                                                                                                            • 第九章 混频相控阵
                                                                                                                                                                              • 9.1 相控阵超声激励频率优化
                                                                                                                                                                                • 9.1.1 对比度分辨率分析
                                                                                                                                                                                  • 9.1.2 超声衰减特征
                                                                                                                                                                                    • 9.1.3 阵元带宽的影响
                                                                                                                                                                                      • 9.1.4 相控阵列的频率优化
                                                                                                                                                                                        • 9.1.5 实验研究
                                                                                                                                                                                        • 9.2 混频相控阵简介
                                                                                                                                                                                          • 9.2.1 混频相控阵的提出
                                                                                                                                                                                            • 9.2.2 激励向量优化
                                                                                                                                                                                              • 9.2.3 混频相控阵的本质及实现
                                                                                                                                                                                                • 9.2.4 仿真实验
                                                                                                                                                                                                  • 9.2.5 实验研究
                                                                                                                                                                                                  • 参考文献
                                                                                                                                                                                                  • 第十章 相控阵超声成像检测自适应信号补偿技术
                                                                                                                                                                                                    • 10.1 声束的相位畸变模型
                                                                                                                                                                                                      • 10.1.1 超声信号的畸变
                                                                                                                                                                                                        • 10.1.2 声束畸变原因分析
                                                                                                                                                                                                          • 10.1.3 相位偏差分析模型
                                                                                                                                                                                                          • 10.2 基于相关分析法的相位偏差矫正
                                                                                                                                                                                                            • 10.2.1 超声信号的相关分析法
                                                                                                                                                                                                              • 10.2.2 邻近相关分析方法
                                                                                                                                                                                                                • 10.2.3 集总相关分析方法
                                                                                                                                                                                                                  • 10.2.4 混合相关分析方法
                                                                                                                                                                                                                  • 10.3 超声信号幅度畸变及其补偿方法
                                                                                                                                                                                                                    • 10.3.1 超声信号幅度畸变模型
                                                                                                                                                                                                                      • 10.3.2 超声信号幅度畸变补偿方法
                                                                                                                                                                                                                        • 10.3.3 幅度畸变的自适应补偿算法
                                                                                                                                                                                                                          • 10.3.4 实验结果
                                                                                                                                                                                                                          • 10.4 超声信号畸变补偿算法的改进
                                                                                                                                                                                                                            • 10.4.1 声束合成信号的快速重构
                                                                                                                                                                                                                              • 10.4.2 检测信号的补偿
                                                                                                                                                                                                                                • 10.4.3 实验结果
                                                                                                                                                                                                                                • 10.5 基于自适应信号补偿的相控超声检测与目标分辨
                                                                                                                                                                                                                                  • 10.5.1 基于自适应信号补偿算法的相控超声检测
                                                                                                                                                                                                                                    • 10.5.2 主声束域中存在多个缺陷时的目标分辨
                                                                                                                                                                                                                                      • 10.5.3 人工缺陷试块上的自适应相控超声检测实验
                                                                                                                                                                                                                                        • 10.5.4 小结
                                                                                                                                                                                                                                        • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                        • 第十一章 数字相控阵超声成像检测系统
                                                                                                                                                                                                                                          • 11.1 数字相控阵超声成像检测系统的方案设计
                                                                                                                                                                                                                                            • 11.2 数字相控阵超声成像检测硬件系统
                                                                                                                                                                                                                                              • 11.2.1 超声发射电路的设计分析
                                                                                                                                                                                                                                                • 11.2.2 相控阵超声接收通道
                                                                                                                                                                                                                                                • 11.3 相控阵超声成像检测系统的同步与相位控制
                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.3.1 相控阵超声成像检测系统同步方案
                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.3.2 相控阵超声成像检测系统相位控制设计
                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.4 数字相控阵超声成像检测系统独立通道数的优化选择
                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.4.1 系统独立通道数与系统空间分辨率
                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.4.2 系统独立通道数与系统对比度分辨率
                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.5 数字相控阵超声成像检测系统模/数转换环节的设计
                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.5.1 系统模/数转换速度选择
                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.5.2 系统模/数转换精度研究
                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.6 数字声束合成技术
                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.7 影像显示技术
                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.8 数字相控阵超声成像检测系统的软件
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第十二章 自适应聚焦相控阵超声成像检测
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.1 超声成像检测声束聚焦控制技术
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.1.1 超声成像检测声束的几何聚焦控制
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.1.2 超声成像检测声束的电子聚焦控制技术
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.2 相控阵超声成像检测中的自适应聚焦技术
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.2.1 相控阵超声自适应聚焦方法的分析
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.2.2 相关法时间延迟估计
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.2.3 声束偏转自适应聚焦
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 第十三章 柔性阵列换能器相控阵超声成像检测技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 13.1 柔性阵列换能器分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 13.1.1 柔性阵列换能器的结构设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 13.1.2 柔性阵列换能器阵元间互扰分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 13.2 柔性阵列换能器相控阵超声成像检测
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 13.2.1 柔性阵列换能器阵元定位
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 13.2.2 柔性阵列换能器阵元有效检测区域判定
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 13.2.3 柔性阵列换能器相控阵超声成像检测中的自适应聚焦技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 13.2.4 柔性阵列换能器相控阵超声成像检测步骤
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 13.3 柔性阵列换能器相控阵超声成像检测实验结果与分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 第十四章 二维阵列相控阵超声三维成像检测技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 14.1 二维阵列相控阵超声成像检测技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 14.1.1 研究二维阵列相控阵超声成像检测技术的必要性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 14.1.2 国外二维阵列相控阵超声成像检测研究现状
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 14.1.3 二维阵列相控阵超声成像检测的主要难点
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 14.2 二维阵列相控阵超声三维成像
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 14.2.1 空间波束采样定理的导出和数据扫描方案的确定
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 14.2.2 波束合成简介与波束合成方案选择
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 14.2.3 直接波束合成方案
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 14.2.4 二维阵列相控阵超声三维成像实验
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 14.2.5 低信噪比背景下相关相位校正
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 14.2.6 适合于低信噪比信号的混合相关相位校正
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 彩图
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 结束语

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    相关图书