| 《相控阵超声成像检测》：人可以看到五彩缤纷的世界，但仍有目所不及之处，例如地球的内部、海洋深处的景色、材料内部的结构与缺陷、人体器官的结构与病灶等。现在，相控阵声学和超声成像技术已能够帮助人们延伸目力，一窥事物的究竟！《相控阵超声成像检测》从应用技术的角度出发，系统地阐述了相控阵超声成像检测技术的相关理论及实现细节。希望对从事工程无损检测、医学超声成像、海洋探测等研究的科研人员、工程技术人员以及相关专业的教师、研究生、本科生有所帮助！希望能为对此技术感兴趣的读者提供系统化的介绍，并引导更多的年轻人进入这一高科技领域！ |
| 郭寓岷，教授级高级工程师，1941年出生，河南南阳人。1965年清华大学机械工程系毕业，原冶金工业部（现中冶集团）建筑研究总院教授级高级工程师，曾获国家科技进步三等奖一项，部、市级科技进步一、二、三等奖共六项。主要研究方向：焊接工程及自动化，钢结构工程，无损检测，数字化超声检测仪器技术。施克仁，教授，博士生导师，1938年出生，上海人。1962年清华大学机械工程系毕业，曾任清华大学第七届学术委员会委员。1988年9月～1991年1月任清华大学焊接教研室副主任，1995年4月一2000年2月任清华大学无损检测教研室主任兼“无损检测技术工程中心”主任，2000年2月一2003年2月任清华大学机械工程系材料加工工程及自动化所副所长兼检测技术与信息管理研究室主任。在无损检测领域，致力于现代无损检测技术研究，先后指导博士生12人，硕士生5人。曾获部、市级科技进步三等奖两项。主要研究方向：焊接工程及自动化，无损检测，数字化检测仪器技术，相控阵超声成像检测技术，数字信号处理。 |
| 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cT1.3.5 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 有效孑L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 二维有效孑L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HlFu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……第十章 相控阵超声成像检测自适应信号补偿技术第十一章 数字相控阵超声成像检测系统第十二章 自适应聚焦相控阵超声成像检测第十三章 柔性阵列换能器相控阵超声成像检测技术第十四章 二维阵列相控阵超声三维成像检测技术结束语 |
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