探讨了数字式超声探伤仪设计中一种对超声信号进行高速采集技术.根据超声回波信号重复性的特点,利用一只高速A/D(60MHz)转换芯片在N组特定时序信号的控制下对超声回波信号进行采集,并在CPLD(复杂可编程逻辑器件)的控制下实现高速数据缓冲存储,再利用相位合成技术对转换后的N组数据进行数据合成与波形重建,从而实现了数倍于A/D转换芯片速率的高速数据采集,达到等效A/D转换速率N×60MHz.该方案成本低,可靠性高,尤其适合于高速、高准确度的超声无损检测系统中.

相控阵超声检测中,相关法时间延迟估计是实现自适应聚焦的关键技术之一.为了消除噪声、模板窗口大小和缺陷特征等因素对相关法时间延迟估计的影响,结合检测超声回波信号的特点,提出了基于小波变换的相关法时间延迟估计方法.理论仿真和实验均证明该方法能有效抑制上述因素的影响,提高时间延迟估计精度.仿真计算表明 在可信度为0.95的情况下,信噪比提高了3.2 dB, 最小窗口大小从无穷大变成了3倍于探头中心频率对应周期,模板有效范围扩展了60%.

相控阵超声发射波束形成中的关键环节是对各阵元的发射相位延时进行精确控制。提出了一种新颖的高精度相控发射电路，它采用波形激励方式，通过D／A转换器将任意复杂的数字波形转换成模拟信号，经放大驱动后激励各阵元发射超声。以波形激励为基础，采用D／A输出时钟和直接数字频率合成(direct digital synthesis，DDS)技术相结合的方法实现了高精度的发射相控延时。基于D／A输出时钟的相控发射粗延时分辨率为15ns。基于DDS的相控发射细延时可达到1．41°的相位分辨率，对应3．096MHz发射信号下1．25ns的相位延时。实验表明，该相控发射电路能够达到很高的相控发射精度。

超声相控阵中，相位校正在消除相位畸变中起着重要作用。部分相控阵探头，阵元的面积小，回波信号弱，信噪比差。针对该问题，首先研究了邻近和集总相关估计在不同信噪比情况下的校正性能：发现信噪比SNR〉12dB时，邻近相关估计基本不产生估计误差；SNR〈5dB时，邻近相关估计产生的误差随着信噪比下降急剧增大。而集总相关即使在噪声强度较小时也不能做到估计误差为0；在噪声强度增大的过程中，其估计误差并未急剧增加，这与邻近相关估计不同。根据邻近和集总相关的特点，提出了混合相关校正结构。实验表明，混合相关充分利用了邻近和集总相关估计的优点，显著提高了图像质量。

介绍数字式电涡流测速计的原理和优点。

实现基于二维阵列的三维成像会遇到阵元多、通道数多、系统复杂、回波信号弱等困难。从阵元排列的设计着手，分析了时间一空间信号在离散有限长窗函数下的特征，推导出阵列设计的一般准则；依据此准则，根据脉冲回波场理论，在计算机模拟的基础上设计了8×8二维阵列；并利用该阵列实现了相控阵三维体数据的扫描和显示。扫描试验所得人工缺陷的三维图像呈现出良好的轮廓和走向等信息。

对超声检测中常遇到的变采样问题进行讨论,提出了一套二次采样算法,有效解决了该问题,举例说明了超声信号二次采样前后时频域特性的变化,并总结了该算法的优缺点.

针对目前油液分析的需要,在噪声分析理论的指导下,研制成功了国内第一台便携式,灵敏度可以达到10-6级别的金属物质直读仪.该仪器仅需要少量的油样,只需将油样放入仪器,立即可显示出油液中金属物质的含量.与目前市场上的油液分析仪器相比,其具有操作灵敏度高,检测速度快,操作方便,成本低等显著特点.论文讨论了该仪器的原理,设计和实现,详细讨论了前置放大电路的低噪声设计.

为了提高非线性超声无损检测方法对缺陷位置和相对大小的表征能力，该文将Hilbert—Huang变换方法用于非线性超声无损检测信号的处理。粗晶奥氏体不锈钢材料的非线性超声无损检测信号具有非线性、非稳态和低信噪比的特性，Hilbert—Huang变换对此类信号的特征提取具有独特的优势。实验结果表明：通过Hilbert—Huang交换的瞬时频率能够确定缺陷位置，瞬时幅度可表征缺陷的相对大小；该方法达到了对0．6mm晶粒平均直径的粗晶奥氏体不锈钢中65mm深、φ0．8mm平底孔的小缺陷检出能力，说明Hilbert—Huang变换有效提高了非线性超声无损检测的缺陷表征能力。

以探讨相控阵超声无损检测系统的研制为目的,从相控阵原理着手,对检测系统的工作机理及系统组成进行简略阐述,重点研究阵列探头设计、相位精确控制、超声信号模拟/数字处理及缺陷成像中的关键技术.最后利用系统进行了试块检测成像对比试验.初步试验和研究表明,相控阵超声无损检测系统比传统单探头超声无损检测具有信噪比高、缺陷分辨力强、有效探伤范围宽以及工作效率高等特点.