管道缺陷超聲檢測信號的次奈奎斯特采樣與重構.pdf

1、管道運輸是油氣運輸?shù)囊环N常用方法，具有成本低、運輸量大和安全可靠等優(yōu)點。但隨著管道的普及與發(fā)展，定期檢測和維護在役管道變得越來越重要。管道缺陷超聲內檢測方法是一種重要的無損檢測技術，可實現(xiàn)管道缺陷的在役檢測。但目前管道缺陷超聲內檢測數(shù)據(jù)量大，很難實現(xiàn)信號的存儲與在線處理。本文采用次奈奎斯特采樣方法對超聲信號進行采樣與重構，旨在減少采集數(shù)據(jù)的情況下重構原信號。
　　論文在描述奈奎斯特采樣理論的基礎上，詳述了周期非均勻采樣理論和小波采

2、樣理論可突破奈奎斯特采樣頻率限制的原理。分析了這兩種次奈奎斯特采樣方法在超聲信號采集與重構過程中降低采樣數(shù)據(jù)量的效果，并分別對仿真超聲回波信號和實測超聲回波信號進行采集與重構實驗。通過對比信號的相對重構誤差和峰值時延誤差等參數(shù)，驗證了這兩種方法在管道缺陷超聲回波信號采集中的有效性。實驗結果表明，在超聲回波信號的采集中，小波壓縮采樣方法的壓縮效果要優(yōu)于周期非均勻壓縮采樣。
　　周期非均勻采樣方法和小波采樣方法雖然可以實現(xiàn)超聲信號的次

3、奈奎斯特采樣，但壓縮效果都不夠理想。為了進一步提高采樣過程中的壓縮比，論文根據(jù)壓縮采樣理論和超聲回波信號的特點，通過基于模擬信息轉換器（Analog-to-Information Convertor,AIC）的壓縮采樣原理，對管道缺陷超聲信號進行采集與重構，分析了超聲信號在AIC構架下的采集和重構效果，提高了壓縮采樣比。
　　結合已有的調制寬帶轉換器（Modulated Wideband Converter, MWC）壓縮采樣理論

4、和超聲回波信號的特點，提出了適用于超聲回波信號采集的調制單頻帶多通道轉換（Modulated Single-band Multi-channel Converter,MSMC）壓縮采樣框架，對比了不同壓縮比下超聲信號的重構效果，驗證了噪聲環(huán)境下超聲回波信號的重構性能。針對重構信號中的噪聲，采用小波去噪的方法提高信號的重構效果。從文中描述的兩種壓縮采樣方法在超聲回波信號的采集與重構過程的實驗結果可以看出，相比基于AIC構架的壓縮采樣方法，