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1、利用NILabVIEW和PXI进展诊断声纳获取与超声相控阵列图像数据的处理利用NILabVIEW和PXI进展诊断声纳获取与超声相控阵列图像数据的处理在航空NDE的实时图像处理中已经有三十年的阵列技术应用经历。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的采集与处理，它赋予客户显著的技术上风，但也对数据收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鼓励不同元素之间匹配不同传播途径的延迟以生成具有特定聚焦和方向的光束。模拟接收经过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，以便承受焦点跟踪传输脉冲，这个经过
2、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。假如帧速率超过15赫兹，用户那么以为这是实时性能。然而，区域覆盖那么要求高得多的数据速率，通常要到达100赫兹。与之相反，FRD采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正确精度。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。先前的系统局限我们先前的图像处理系统“裂纹探测系统是基于PC的，使用NI图像收集板卡以及LabVIEW收集非标准视频格式的超声图像数据。我们选择LabVIEW，是由于它知足了我们的初步需求可以快速开发简单而强大的用户界面
3、、方便地控制现成可用硬件、定制硬件以及利用NI视频开发模块实现实时图像收集与处理。这样的软硬件组合非常合适“传统的实时脉冲回波图像处理应用。然而，图像处理板块的单通道特性限制了FRD的区域覆盖速率。唯一的解决方案便是并行收集，但并行收集多个图像处理板卡的本钱高得惊人。诊断声纳公司利用NILabVIEW软件与PXI硬件，设计了一个面向实时超声图像处理的相控阵列数据收集系统。NI系统解决方案该解决方案便是移植至NIPXI-5105多通道数字化仪/基于PC的示波器，该产品的灵敏性足以处理我们需要的图像格式，并提供了一个简单的软件更新方式。每台NIPXI-5105通过八个通道进展数据收集，支持单个模块
4、交换八个图像收集板卡的任一个，并显著降低本钱、减小尺寸。我们可以仅利用四个模块实现一个32-通道的收集系统。PXI-5105还实现了性能的进步相比我们先前系统的40MS/s采样率下10-位的精度，该系统为60MS/s采样率下12-位的精度。所有收集板卡间的严格同步根本是必须的，因此，我们在星形触发器插槽内使用一个NIPXI-7830R，用于早先在定制FPGA中实现的关键定时与控制功能。利用每个模块的八个通道、高精度采样幅值与时间、多记录格式和一个面向LabVIEW的标准化的驱动程序接口，PXI-5105凭借其灵敏性与模块性实现了一个通道容量几乎不受限制的巩固系统，因此，我们可以方便地配置系统以
5、知足客户的性能需求与预算要求。FRD方法引入了两大主要挑战。第一个挑战便是数据中数目级的增长，这可能远远超出总线传输的容量。PXI-5105的板上提供了缓存功能，使得传输受限于平均速率而不是峰值速率。当对较小区域进展非常快速数据收集时，我们会超过这一速率;在此情况下，一旦收集数据溢出时，板上内存足以包容所有传输数据。第二个挑战便是在收集经过中将数据重构成图像的必要性。我们发现NI视觉开发模块的速率足以实时执行这一根本图像处理操纵。NI硬件与NILabVIEW软件已经在面向无损探伤应用的诊断声纳公司的“裂纹检测系统超声相控阵列图像处理设备最新系列中证实了其自身价值。我们新的FRD数据收集方式为客户提供了很多技术上风，但现有的单通道配置会导致区域覆盖速率的显著下降。我们需要多个数据收集通道，但多个单通道板卡带来的额外本钱与尺寸并不可行。PXI-5105所提供的解决方案不仅可以扩展以知足客户的需求，还具有提供简单的软件移植方式的记录功能。