تصویربرداری فراصوتی با آرایه های فازی یکی از آزمون های بسیار مهم در مجموعه آزمون های غیر مخرب است. در این مقاله سیستم تصویربرداری فراصوتی با استفاده از آرایه های فازی طراحی و ساخته شده است. پیاده سازی با استفاده از مدارهای مجتمع انجام شده است که سبب کیفیت بالاتر تصویر، نویز کمتر، قیمت تمام شده کمتر و ابعاد و وزن کمتر نسبت به اغلب سیستم های فعلی، می شود. سیستم ساخته شده امکان اتصال به هر نوع پروب با کانکتور استاندارد را دارا بوده و حداکثر تا 16 المان را با نرخ نمونه-برداری 40MHz پشتیبانی می نماید و قابلیت ارتقاء برای به کارگیری تعداد المان های بیشتر را نیز دارد. تصویربرداری نیز با روش تمرکز کامل در آن انجام می شود و بنابراین تصاویر آن دارای نویز کمتر و تفکیک بهتر نسبت به تصاویر معمول آرایه فازی می باشد. قابلیت حمل و جابجایی آسان و امکان توسعه سیستم به منظور به کارگیری آن برای انواع آزمون های غیر مخرب، همراه با هزینه تمام شده بسیار کمتر نسبت به نمونه خارجی از ویژگی های مهم این تحقیق می باشد. در نتیجه آزمایش های انجام شده، این دستگاه سه حفره به قطرهای 0. 8 و 0. 6 و 0. 3 میلیمتر را به خوبی تشخیص داده و تصویر با کیفیت از آنها ارائه می دهد.

از روش های نوین آزمون و ارزیابی های غیرمخرب فراصوتی، استفاده از پروب هایی با چند المان تحریک پذیر جهت انتشار امواج در ماده می باشد. از مهمترین عوامل تاثیر گذار بر عملکرد این پروب ها می توان به نحوه چینش المان ها در پروب، تعداد المان ها، فاصله بین دو المان، طول هر المان و زمان بندی تاخیر اعمالی در برانگیزش پروب ها اشاره کرد. پروب آرایه فازی خطی، نوعی از پروب های آرایه فازی است که چینش المان ها در آن به طور ردیفی در امتداد یک خط می باشد. در این پژوهش با تحلیل روابط موجود در طراحی و عملکرد پروب ها در انتشار امواج فراصوت، مقادیر بهبودیافته ای برای پارامترهای هندسی در طراحی پروب و همچنین زمان بندی تاخیرها در تحریک المان های پروب تعیین می شود. به منظور ارزیابی عملکرد طرح بهبودیافته در مقایسه با یک پروب معمول مشابه، یک آزمون فراصوت آرایه فازی به کمک نرم افزار اجزاء محدود آباکوس شبیه سازی می شود و توسط آن عملکرد پروب معمولی و بهبود یافته در پخش امواج هدایت شونده درون یک ورق آلومینومی مربع شکل با ضخامت کم مقایسه می شود. در بخش اول، ضریب تضعیف سیگنال های دریافتی از پژواک موج مورد ارزیابی قرار می گیرد، و در بخش دوم، عملکرد پروب ها در پایش شعاعی مقایسه می شوند. در هر دو بخش آزمون های شبیه سازی شده، نتایج مربوط به پروب با طراحی بهبودیافته به مراتب بهتر از پروب معمولی مشابه است. پروب با طراحی بهبودیافته ضمن انتشار امواج فراصوت با بیشینه انرژی جبهه موج، دسته پرتو را با دقت بالاتری در راستای موردنظر هدایت می کند.

ماشین های دوار، به خصوص توربین های گازی و کمپرسور های محوری، نقش بسیار حیاتی و مهمی را در صنایع تولید و انتقال انرژی ایفا می کنند؛ لذا، باید به موقع نسبت به تشخیص و تعیین اندازه عیوب احتمالی در آن ها اقدام شود، تا از بروز هزینه های بسیار سنگین تعمیرات جلوگیری به عمل آید. در مقاله حاضر، یک نمونه محل اتصال پره به دیسک توربین گاز، که از مهم ترین و حساس ترین بخش های یک توربین گاز می باشد، به کمک روش آزمون غیر مخرب فراصوتی آرایه فازی مورد بازرسی قرار گرفته است. در نمونه ساخته شده، طی دو مرحله، ترک هایی با طول های 4 و 8 میلی متر ایجاد شده و تاثیر طول آن بر نتایج بازرسی، مورد ارزیابی واقع شده است. مقایسه سیگنال های دریافتی در زوایای مختلف برای هر طول ترک، با سیگنال دریافتی از نمونه سالم در همان زوایا، به عنوان مقیاس و شاخصی برای تعیین طول ترک مورد استفاده قرار گرفته است. از افزایش دامنه سیگنال ناشی از ترک و کاهش دامنه سینگال مربوط به دیواره پشت ترک، به ازای افزایش زاویه در آزمون فراصوتی آرایه فازی برای استخراج شاخصی جدید جهت تعیین طول ترک استفاده شده است. نتایج تجربی نشان می دهد که با استفاده از شاخص استخراج شده، می توان طول ترک موجود در محل اتصال پره به ریشه روی دیسک روتور توربین را، که دارای هندسه پیچیده کاجی شکل می باشد، با خطای کمتر از 10% تخمین زد.

مقدمه: یکی از روشها برای سه بعدی کردن تصاویر در فراصوت، استفاده از مبدلهای مخصوص با آرایه های دو بعدی می باشد. به این ترتیب که المانهای این مبدل که همان قطعات پیزوالکتریک هستند، در دو بعد کنار هم چیده شده اند و چون ساخت و همچنین پردازش تصاویر گرفته شده با این مبدلها مشکل است. می بایست که قبل از ساخت اینگونه مبدلها تمام نکات لازم برای داشتن شکل پرتو مناسب، که نتیجه آن داشتن تصویر قابل قبول است رعایت شود.مواد و روشها: برای این منظور در این تحقیق بر آن شدیم که روابط مربوط به فشار اکوستیکی ساطع شده از این مبدل را که تعیین کننده شکل پرتو هست را استخراج کنیم و سپس به شبیه سازی این روابط بپردازیم و پارامترهای اساسی در تعیین شکل پرتو را در اختیار کاربر قرار دهیم، تا با تغییر دادن این پارامترها عمل بهینه سازی در شکل پرتو انجام شود و کاربر بتواند شکل پرتوها را در یک محیط گرافیکی مناسب مشاهده کند و تحلیل خود را در این محیط انجام دهد.نتایج: در این تحقیق اثر تغییر هر کدام از پارامترهای مبدل دو بعدی مورد بررسی قرار گرفته شده است و تحلیل های لازم با مقایسه نتایج مورد انتظار انجام گرفته است که نشانگر عملکرد صحیح نرم افزار می باشد.بحث: این تحقیق می تواند پایه مناسبی برای طراحی و ساخت مبدلهای با آرایه دو بعدی که از گرانترین و پیچیده ترین مبدلها می باشد قرارگیرد. همچنین با استفاده از شبیه سازی انجام شده پارامترهای یک مبدل را به منظور رسیدن به تصویر با کیفیت بهتر بهینه نمود.

آرایه های وفقی در زمینه های مختلفی مانند رادار، سونار و سیستمهای مخابراتی به کار می روند. "آرایه های تمام وفقی (fully adaptive array)" بزرگ با مشکل بار محاسباتی بالا و سرعت همگرایی پایین روبرو هستند. از اینرو "آرایه های پاره وفقی (partially adaptive array)" با تعداد المانهای وفقی کمتر، مورد استفاده قرار می گیرند. ساختار SLC (Side Lobe Canceller) یکی از رایجترین ساختارهای پاره وفقی در سیستم های رادار آرایه فازی بزرگ می باشد. اما در این ساختار، در حالتی که سیگنال مطلوب دارای دوره کار بزرگی در مقایسه با زمان پردازش باشد، بخشی از سیگنال مطلوب در خروجی حذف خواهد شد. در این مقاله، طرحی برای بهبود ساختار SLC پیشنهاد می شود. با مقایسه نتایج شبیه سازی برای این ساختار و آرایه تمام وفقی متناظر در ساختار GSC (Generalized Sidelobe Canceller) در یک آرایه صفحه ای، می توان کارایی این ساختار را مشاهده نمود. در این شبیه سازیها از الگوریتم وفقی RLS استفاده شده است.

سابقه و هدف: فناوری ریزآرایه برای بررسی همزمان بیان هزاران ژن در بازه وسیعی از ژنومیک، نظیر شناسایی ژنها، اکتشاف داروها و تشخیص های کلینیکی مورد استفاده قرار گرفته است. آزمایشهایی که بر اساس فناوری ریزآرایه انجام می شوند حجم بسیار زیادی از داده ها را فراهم می کنند که در مطالعات بیولوژیک بی نظیر بوده است. نرمال سازی، خوشه بندی، طبقه بندی و ... از جمله روشهای مورد استفاده در تحلیل آماری این نوع داده هاست. هدف این مقاله بررسی نحوه به کارگیری روش خوشه بندی فازی در داده های ریزآرایه DNA است.مواد و روش ها: تحقیق به روش توصیفی انجام شده و داده های بیان ژنی سرطان خون گلوب و همکاران (1999) که بر اساس روش آرایه الیگونوکلئوتید تولید شده و از طریق اینترنت در اختیار عموم قرار دارد، با استفاده از روش آماری خوشه بندی فازی، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. خوشه بندی داده های ریزآرایه به صورت خیلی محدود و گرایش بیشتر به سمت خوشه بندی کلاسیک در ایران صورت پذیرفته است و این مقاله شروعی در خوشه بندی فازی داده های ریزآرایه به شمار می آید. مجموعه داده ها شامل 20 بیمار مبتلا به سرطان خون لنفوئیدی حاد (ALL)  و 14 بیمار مبتلا به سرطان خون میلوئیدی حاد(AML)  است. کارایی روش خوشه بندی فازی با توجه به گروه بندی واقعی نمونه ها(ALL و AML) مورد ارزیابی قرار گرفت. نرم افزار R برای تحلیل داده ها استفاده شد.یافته ها: ویژگی روش خوشه بندی فازی در تشخیص افراد AML، %90 و حساسیت آن %93 و صحت آن 91% به دست آمد که نشان دهنده عملکرد خوب این روش است. نمونه سی و یکم که بر اساس یافته های بالینی در گروه AML  قرار دارد در گروه ALL قرار گرفت، همچنین نمونه های دوم و هفدهم که بر اساس یافته های بالینی در گروه ALL قرار دارد طبق نتایج در گروه AML قرار گرفتند که از نظر بالینی می توانند قابل توجه باشند.نتیجه گیری: خوشه بندی فازی اطلاعات نسبتا قابل قبولی درباره ساختار داده ها فراهم می کند که با توجه به انطباق نتایج این روش با گروه بندی واقعی داده ها، از این روش آماری می توان در مواردی که اطلاع دقیقی درباره گروه بندی واقعی داده ها در دست نیست، استفاده کرد. به علاوه با بررسی نتایج خوشه بندی ممکن است زیر گروه هایی از نمونه ها را به نحوی متمایز کرد که برای انطباق آن با یافته های بالینی، پژوهشهای آزمایشگاهی یا بالینی جدیدی لازم باشد.

1تصویربرداری فراصوتی با آرایه های فازی امروزه کاربرد وسیعی در آزمون های غیر مخرب صنعتی از جمله در تشخیص نقصها و ترکها در قطعات صنعتی و در بازرسی جوش پیدا کرده است. در این مقاله جهت بهبود دقت تشخیص نقص و کاهش نویز زمینه در تصویربرداری فراصوتی آرایه فازی در آزمون غیر مخرب، روشی برای شکل دهی پرتوهای دریافتی آرایه مبتنی بر تقریبی از تکنیک کمینه واریانس ارائه می شود و در کاربرد بازرسی غیرمخرب لوله های بویلر مورد بررسی قرار می گیرد. در این روش، تقریب ماتریس معکوس، با استفاده از لم معکوس ماتریس به صورتی انجام می شود که شکل دهی پرتو متناسب با دامنه سیگنالهای دریافتی آرایه صورت گیرد. عملکرد روش پیشنهاد شده به صورت کمی و کیفی در آزمون نظری و عملی مورد ارزیابی قرار گرفته و با روشهای مشابه شکل دهی پرتو مقایسه می شود. نشان داده می شود که این روش قادر به کاهش نویز زمینه تصویر، با حفظ قدرت آشکارسازی نقص در مقایسه با روش شکل دهی پرتو مبتنی بر جمع و تاخیر و شکل دهی پرتو وفقی کمینه واریانس می باشد. همچنین سبب بهبود دقت تشخیص نقص در مقایسه با روش کمینه واریانس می گردد. پیچیدگی محاسباتی روش پیشنهادی نسبت به روش متعارف و وفقی شکل دهی پرتو کمینه واریانس کمتر است.

روش های نوین تصویربرداری در بازرسی جوش مبتنی بر استفاده از آرایه های فازی فراصوتی می باشند. روش تمرکز کامل از روش های نوین تصویربرداری می باشد که از حداکثر اطلاعات موجود در عناصر آرایه استفاده می کند و سبب بهبود کیفیت آشکارسازی عیوب قطعه مورد آزمون در آزمون غیرمخرب نسبت به روش های متعارف می شود. این روش علی رغم قدرت بهبود بالا، به دلیل ایجاد نویز زمینه، قدرت تفکیک محدودی داشته و در آشکارسازی عیوب جزئی ضعیف عمل می کند. در این مقاله روش بهبودیافته تمرکز کامل برای افزایش کیفیت تصویر ارائه می شود که سیگنال های دریافتی را با استفاده از نظریه حداقل واریانس، وزن دهی می کند و به این ترتیب سبب کاهش تاثیر نویز می شود. به منظور کاهش حجم محاسبات و افزایش دقت آشکارسازی عیوب قطعه، برای محاسبه وزن ها از روشی تکراری استفاده شده است، به طوری که در هر تکرار، معکوس ماتریس همبستگی بین سیگنال های دریافتی عناصر آرایه با رابطه ای بازگشتی تقریب زده می شود و در محاسبه وزن ها به روش حداقل واریانس مورد استفاده قرار می گیرد. براساس نتایج شبیه سازی و در مقایسه با روش تمرکز کامل، روش بهبود یافته تمرکز کامل، میزان متوسط نویز زمینه را حدود 16 دسی بل کاهش داده است. همچنین روش پیشنهادی در مقایسه با روش تمرکز کامل وزن دار با همان سطح متوسط نویز، سطح تابع شدت روشنایی تصویر حفره های موجود در قطعه تحت آزمون را به میزان 8 دسی بل بهبود داده است که به معنای دقت آشکارسازی بهتر می باشد. همچنین آزمایش های عملی برتری روش پیشنهادی را در بهبود کیفیت تصویر، به صورت کمی و کیفی تایید می کنند. زمان اجرای لازم برای محاسبه وزن ها در روش پیشنهادی نوعا 10% زمان اجرای لازم در روش تمرکز کامل وزن دار مبتنی بر تکنیک حذفی گوس-جردن می باشد.

تمامی آنتن های آرایه فازی دارای یک خطای فاز نسبی ناشی از تفاوت مسیر بین هر کانال هستند. همچنین خطای موقعیت در المان های تشعشعی آرایه به دلیل فرایندهای ساخت و مونتاژ به وجود می آید. این خطاها به صورت خطاهای فاز قیاسی برای هر کانال المان های آرایه محسوب شده و بنابراین باعث کاهش بهره آنتن، افزایش سطوح لوب فرعی و انحراف در راستای پرتو می شوند. در این مقاله به جهت بهبود عملکرد آنتن در حضور خطاهای فاز، روشی برای تصحیح خطای فاز آنتن های آرایه فازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک ارائه شده است. با استفاده از این روش، الگوی تشعشعی آنتن به طور مطلوبی به الگوی ایده آل در حالت بدون خطا، بازگردانده می شود. با اعمال داده های شبیه سازی به یک آرایه بزرگ با 40 32 المان در باند فرکانسی S و اندازه گیری الگوی تشعشعی آنتن، صحت داده های شبیه سازی و خروجی روش ارائه شده تایید می شود.