實(shí)驗(yàn)名稱：孔隙介質(zhì)中圓柱散射體聲散射特性測量方法及超聲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)傳能效用的實(shí)驗(yàn)研究與分析

　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>本研究旨在探究孔隙度、無量綱頻率ka等參數(shù)對孔隙介質(zhì)中圓柱散射體聲散射特性的影響，通過搭建超聲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并結(jié)合變分模態(tài)分解與全聚焦成像算法，驗(yàn)證理論模型的正確性、散射體位置的識別精度與實(shí)時(shí)檢測能力，為地質(zhì)勘探和柱狀結(jié)構(gòu)體的無損檢測提供高精度在線監(jiān)測方案。

　　測試設(shè)備：信號發(fā)生器、ATA-4315高壓功率放大器、發(fā)射與接收探頭、被測試件、示波器，上位機(jī)。

　　實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)通過搭建超聲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究孔隙介質(zhì)中圓柱散射體的聲散射特性，結(jié)合變分模態(tài)分解與全聚焦成像算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理。系統(tǒng)標(biāo)定后，通過改變探頭夾角獲取散射信號，并記錄時(shí)域波形進(jìn)行算法分析。理論與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比驗(yàn)證了散射幅度比的一致性，證實(shí)了模型的正確性。最終通過信號重構(gòu)成像精準(zhǔn)識別散射體位置，并分析聲波傳播衰減特性。實(shí)驗(yàn)在可變孔隙度和無量綱頻率ka條件下驗(yàn)證了系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性，通過實(shí)時(shí)性分析和精度評估，證實(shí)該方法適用于地質(zhì)勘探和柱狀結(jié)構(gòu)無損檢測。

圖1試驗(yàn)系統(tǒng)整體示意圖

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)通過超聲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)合變分模態(tài)分解與全聚焦成像算法，驗(yàn)證了孔隙介質(zhì)中圓柱散射體聲散射理論模型的正確性。研究結(jié)果表明：在不同探頭夾角（5°、30°、60°）條件下，試驗(yàn)捕獲的時(shí)域信號與理論預(yù)測的散射幅度比變化趨勢一致，歸一化后具有高度吻合性，證實(shí)了模型對散射場分布規(guī)律的有效表征。

圖2捕獲的時(shí)域信號對比圖

圖3重構(gòu)散射界面

　　功率放大器推薦：ATA-4315高壓功率放大器

圖：ATA-4315高壓功率放大器指標(biāo)參數(shù)

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