超聲數(shù)字散斑位移測(cè)量新技術(shù)研究.pdf

1、相干波入射到介質(zhì)粗糙界面時(shí),其折射波和背向散射波都會(huì)在空間相互干涉,形成振幅和相位隨機(jī)分布的散斑場(chǎng)。散斑從一方面來(lái)講是一種噪聲,它會(huì)影響波的成像質(zhì)量、引起信號(hào)失真等,但是另一方面來(lái)看,它卻是一類反映事物性質(zhì)及其變化規(guī)律的信息載體。超聲散射與激光、微波、應(yīng)力波散射具有相似之處,對(duì)超聲散射場(chǎng)的特性進(jìn)行研究不僅有助于探索各種物質(zhì)波散射場(chǎng)的共同特性,而且通過(guò)對(duì)超聲散射場(chǎng)的基本特性的認(rèn)識(shí)有助于創(chuàng)建性能優(yōu)越的超聲散斑干涉計(jì)量術(shù),它將比激光散斑干涉計(jì)

2、量的應(yīng)用更為廣泛和深入。
　　本文在總結(jié)粗糙界面反射超聲散斑場(chǎng)和界面反射P-SV波轉(zhuǎn)型超聲散斑的一階和二階統(tǒng)計(jì)特性的基礎(chǔ)上,著重研究了散射界面運(yùn)動(dòng)時(shí)散斑場(chǎng)的空間運(yùn)動(dòng)規(guī)律,以及在此基礎(chǔ)上建立起來(lái)的應(yīng)用超聲數(shù)字散斑相關(guān)法和超聲數(shù)字散斑干涉法進(jìn)行物面位移的測(cè)量。在對(duì)超聲散斑場(chǎng)空間運(yùn)動(dòng)的理論分析中,運(yùn)用Kirchhoff衍射理論和隨機(jī)信號(hào)統(tǒng)計(jì)理論研究了粗糙界面反射空間中超聲散斑空間運(yùn)動(dòng)與超聲入射和接收方向以及界面位移的關(guān)系;當(dāng)界面位移大于

3、超聲散斑平均尺寸時(shí),可用相關(guān)法來(lái)測(cè)量界面的位移。本文還運(yùn)用統(tǒng)計(jì)理論推導(dǎo)了在用超聲散斑相關(guān)法測(cè)量界面轉(zhuǎn)角位移時(shí),轉(zhuǎn)角位移對(duì)不同強(qiáng)度散斑的影響,并給出了散斑場(chǎng)相關(guān)性和轉(zhuǎn)角位移之間的關(guān)系;當(dāng)界面位移小于超聲散斑平均尺寸時(shí),可用基于相移技術(shù)的超聲散斑相干法來(lái)測(cè)量界面位移。本文對(duì)此進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。
　　為驗(yàn)證界面反射超聲散斑測(cè)量新技術(shù)理論分析結(jié)果,作者建立了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),應(yīng)用相關(guān)法和相干法對(duì)置于液下的物體位移進(jìn)行了測(cè)量,對(duì)大量測(cè)量數(shù)據(jù)