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测量仪表相关技术文章基于NI PXI-5105和虚拟仪器实现相控阵列数据采集系统的设计
背景
超声相控阵列已经在医学图像处理领域内应用多年，但由于成本和复杂度的限制，该技术直到最近才在无损探伤（NDE）领域实现有限的成功应用。诊断声纳有限公司在航空NDE的实时图像处理中已经有三十年的阵列技术应用经验。这一背景支持我们率先研究一项新的主要功能——所谓的完全原始数据（FRD）的收集与处理，它赋予客户显著的技术优势，但也对数据采集软硬件提出了新的挑战。
传统的脉冲回波超声阵列图像处理技术涉及超声阵列中一组元素的相位激励——不同元素之间匹配不同传播路径的延迟以生成具有特定聚焦和方向的光束。模拟接收过程涉及在插入不同的延迟后将一组相似元素的信号相组合。这些时延可以随时间变化，以便接受焦点跟踪传输脉冲，这个过程称为动态聚焦。图像由一个扫描兴趣区域所得的光束序列组成。如果帧速率超过15 赫兹，用户则认为这是实时性能。然而，区域覆盖则要求高得多的数据速率，通常要达到100 赫兹。
与之相反，FRD收集所有发送和接收元素组合的脉冲回波数据，并通过后续处理生成所得到的结果图像，进而支持发送及接收的动态聚焦以获得最佳精度。该项新技术还提供了数项独特的可能处理，例如非线性光束成形与后向散射分析。