超声水平剪切（Shear horizontal,SH）导波在工业在役板材成像检测和结构健康监测（Structural health monitoring,SHM）中有重要的应用价值。基于合成孔径聚焦方法,对钢板中人工缺陷用超声SH导波进行成像,对边界散射条件下的成像检测阵列信号进行分析,探讨了边界散射对超声SH导波成像检测的影响。研究结果表明,基于合成孔径聚焦的超声SH导波成像方法用于板材缺陷成像检测时,超声边界散射使成像信号＂双曲线＂阵列特征弱化,缺陷声波信号衰减增大,信号散射噪声增强,进而使成像清晰度降低,易导致漏检;同时边界散射会造成同一缺陷信号产生＂双峰＂或＂多峰＂,成像信号＂双曲线＂阵列特征紊乱,使成像发生畸变,会导致误检。这将为进一步改进工业在役大尺度板材超声导波成像质量与提高结构健康监测水平提供重要基础。

研究了复合材料手动扫描超声特征成像检测,通过对超声检测信号的全波列采集与处理,实现了A,B,C扫描成像;相位特征成像;当量特征成像;超声层析技术和超声频谱分析技术.该系统已经在复合材料的检测上得到了良好的应用.

通过动态光弹法观察超声相控阵发射信号在固体中的传播特性，来确定超声回波信号同相位叠加积分路径。利用荷兰试块对以上方法进行验证，对获取的22路A扫描超声信号进行处理，以缺陷或试件边界处为虚拟焦点，逐点扫描。根据合成信号幅值不同，反映在图像上的灰度不同，实现B扫描成像，初步证明了该方法的可行性。

相控阵超声发射波束形成中的关键环节是对各阵元的发射相位延时进行精确控制。提出了一种新颖的高精度相控发射电路，它采用波形激励方式，通过D／A转换器将任意复杂的数字波形转换成模拟信号，经放大驱动后激励各阵元发射超声。以波形激励为基础，采用D／A输出时钟和直接数字频率合成(direct digital synthesis，DDS)技术相结合的方法实现了高精度的发射相控延时。基于D／A输出时钟的相控发射粗延时分辨率为15ns。基于DDS的相控发射细延时可达到1．41°的相位分辨率，对应3．096MHz发射信号下1．25ns的相位延时。实验表明，该相控发射电路能够达到很高的相控发射精度。

设计并实现了一种基于PCI总线的六通道60MHz高速并行数据采集系统。通过并行采集、分时传送的方法，实现了六通道信号的同时采集和数据存储。介绍了采集卡的总体设计、各部分的工作原理、电路设计、CPLD及其程序设计，并对抗干扰等多通道高速信号采集系统中的相关问题进行了深入探讨。

提出了一种利用时空压缩的方法,将虚拟相控阵所得到的超声阵列信号集（波列）,变换为位置-时间的二维灰度图,再将其投影到时间轴上。通过研究一维灰度投影的特征,实现快速识别是否存在散射界面,并确定散射面产生的信号在时间轴上粗略位置。

采用自行研制的一种基于PCI总线的四通道高速数据采集卡对火车轮轴超声检测的信号进行采集和处理,对其基本功能、特点、总体设计方案、工作原理及有关问题作了较深入的说明.检测系统可以实现在线高速采集实时处理和成像.实际检测中能够将样品轮轴上的七个缺陷完全检测出来.通过数据处理可以提高检测系统灵敏度和准确度.

以探讨相控阵超声无损检测系统的研制为目的,从相控阵原理着手,对检测系统的工作机理及系统组成进行简略阐述,重点研究阵列探头设计、相位精确控制、超声信号模拟/数字处理及缺陷成像中的关键技术.最后利用系统进行了试块检测成像对比试验.初步试验和研究表明,相控阵超声无损检测系统比传统单探头超声无损检测具有信噪比高、缺陷分辨力强、有效探伤范围宽以及工作效率高等特点.

高频检测信号的采集复原情况直接决定了检测探伤所能达到的精度。介绍了一种基于CPLD的8位400MSPS采样频率的高速信号采集卡设计。其差动输入模块可有效提高共模抑制比，增强采集环境适应能力。模拟带宽70MHz，采用双通道异相A／D转换，单通道A／D转换率200MSPS，四路100MSPS异步传输存储，可实现40MHz以内高频信号的高精度采集还原，从而实现高精度的检测探伤。

针对传统涡流检测仪器硬件复杂、成本较高的缺点，采用虚拟仪器技术，研制了一套基于LabVIEW的涡流无损检测系统。系统由涡流检测硬件电路、上位计算机、数据采集卡以及相关软件组成。重点介绍了硬件电路中的激励源、自动平衡电路和相敏检波模块的设计。系统完成后，对圆管管壁通孔和钢条裂纹进行了检测试验。检测结果表明系统具备良好的检测性能。