超聲數(shù)字散斑位移測量新技術(shù)研究.pdf

1、相干波入射到介質(zhì)粗糙界面時,其折射波和背向散射波都會在空間相互干涉,形成振幅和相位隨機分布的散斑場。散斑從一方面來講是一種噪聲,它會影響波的成像質(zhì)量、引起信號失真等,但是另一方面來看,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,對超聲散射場的特性進行研究不僅有助于探索各種物質(zhì)波散射場的共同特性,而且通過對超聲散射場的基本特性的認識有助于創(chuàng)建性能優(yōu)越的超聲散斑干涉計量術(shù),它將比激光散斑干涉計

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和界面反射P-SV波轉(zhuǎn)型超聲散斑的一階和二階統(tǒng)計特性的基礎(chǔ)上,著重研究了散射界面運動時散斑場的空間運動規(guī)律,以及在此基礎(chǔ)上建立起來的應(yīng)用超聲數(shù)字散斑相關(guān)法和超聲數(shù)字散斑干涉法進行物面位移的測量。在對超聲散斑場空間運動的理論分析中,運用Kirchhoff衍射理論和隨機信號統(tǒng)計理論研究了粗糙界面反射空間中超聲散斑空間運動與超聲入射和接收方向以及界面位移的關(guān)系;當界面位移大于

3、超聲散斑平均尺寸時,可用相關(guān)法來測量界面的位移。本文還運用統(tǒng)計理論推導了在用超聲散斑相關(guān)法測量界面轉(zhuǎn)角位移時,轉(zhuǎn)角位移對不同強度散斑的影響,并給出了散斑場相關(guān)性和轉(zhuǎn)角位移之間的關(guān)系;當界面位移小于超聲散斑平均尺寸時,可用基于相移技術(shù)的超聲散斑相干法來測量界面位移。本文對此進行了理論分析和實驗研究。
　　為驗證界面反射超聲散斑測量新技術(shù)理論分析結(jié)果,作者建立了實驗系統(tǒng),應(yīng)用相關(guān)法和相干法對置于液下的物體位移進行了測量,對大量測量數(shù)據(jù)