Super-resolution 3D ultrasound tomography for material microstructure characterisation

用于材料微观结构表征的超分辨率 3D 超声断层扫描

基本信息

  • 批准号:
    2815310
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2023 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Ultrasonic tomography is a powerful non-invasive tool widely use in medical diagnostics as well as non-destructive testing. Conventional tomographic methods represent a model-based sound velocity reconstruction of a medium, which assigns every voxel a sound velocity representing local material properties. This type of signal processing can be performed, for example, using elastic guided wave measurements for a wall thickness mapping in pipes and plate-like structures, or for the human brain imaging inside the skull. Ultrasonic tomography, however, has substantial untapped potential for multispectral, aspect-dependent, and area-specific imaging. Non-destructive volumetric material characterisation is an important problem with a wide range of applications in many areas. For example, the knowledge of material microstructural parameters is crucial for accurately estimating the lifetime of safety critical components in aerospace (jet engines and landing gears) or energy sectors (nuclear power plants). Detailed microstructural examination of metallic components can be performed using several established characterisation methods, such as optical microscopy, X-ray, Electron Back-Scattered diffraction (EBSD). However, all these methods are restricted to surface or near surface inspections. Moreover, some techniques are essentially destructive (EBSD), require complex surface preparation and are limited to relatively small inspection regions. Therefore, there is a clear need for additional methods capable of quantifying material microstructure in large sample volumes. It is also critical that such techniques significantly reduce both the time and surface quality requirements compared to conventional methods such as optical microscopy and EBSD. This project is driven by the recent advances in defect characterisation using ultrasonic arrays, which are based on the analysis of backscatter patterns of small subwavelength targets. The main aim is to expand ultrasonic tomography functionality fundamentally to create an efficient tool to produce a quantitative map of microstructural parameters of metals corresponding to each local material region. This requires a fundamentally different and innovative imaging concept. The measurement set-up will be implemented in a robotic arm scanning system, which will allow to perform ultrasonic transmitter-receiver measurements for a wide range of incident and scattered angles. The imaging approach exploits time-reversal properties of sound wave propagation and is based on reversible forward- and back-propagation imaging operations.
超声波断层扫描是一种强大的非侵入性工具,广泛应用于医学诊断和无损检测。传统的断层扫描方法代表了基于模型的介质声速重建,它为每个体素分配了代表局部材料属性的声速。例如,可以使用弹性导波测量来执行这种类型的信号处理,以绘制管道和板状结构中的壁厚映射,或者用于头骨内的人脑成像。然而,超声断层扫描在多光谱、方位相关和区域特异性成像方面具有巨大的未开发潜力。无损体积材料表征是一个在许多领域都有广泛应用的重要问题。例如,材料微观结构参数的知识对于准确估计航空航天(喷气发动机和起落架)或能源部门(核电站)中安全关键部件的寿命至关重要。金属部件的详细微观结构检查可以使用几种已建立的表征方法进行,例如光学显微镜、X 射线、电子背散射衍射 (EBSD)。然而,所有这些方法都仅限于表面或近表面检查。此外,一些技术本质上是破坏性的(EBSD),需要复杂的表面处理并且仅限于相对较小的检查区域。因此,显然需要能够量化大样本量材料微观结构的其他方法。同样至关重要的是,与光学显微镜和 EBSD 等传统方法相比,此类技术可显着降低时间和表面质量要求。该项目是由使用超声波阵列进行缺陷表征的最新进展推动的,超声波阵列基于对小型亚波长目标的反向散射图案的分析。主要目标是从根本上扩展超声波断层扫描功能,以创建一种有效的工具来生成与每个局部材料区域相对应的金属微观结构参数的定量图。这需要一种根本不同的创新成像概念。测量装置将在机械臂扫描系统中实施,该系统将允许对各种入射角和散射角进行超声波发射器-接收器测量。该成像方法利用声波传播的时间反转特性,并基于可逆的前向和反向传播成像操作。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

Interactive comment on “Source sector and region contributions to BC and PM 2 . 5 in Central Asia” by
关于“来源部门和地区对中亚 BC 和 PM 5 的贡献”的互动评论。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Vortex shedding analysis of flows past forced-oscillation cylinder with dynamic mode decomposition
采用动态模态分解对流过受迫振荡圆柱体的流进行涡流脱落分析
  • DOI:
    10.1063/5.0153302
  • 发表时间:
    2023-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
Observation of a resonant structure near the D + s D − s threshold in the B + → D + s D − s K + decay
观察 B – D s D – s K 衰减中 D s D – s 阈值附近的共振结构
Accepted for publication in The Astrophysical Journal Preprint typeset using L ATEX style emulateapj v. 6/22/04 OBSERVATIONS OF RAPID DISK-JET INTERACTION IN THE MICROQUASAR GRS 1915+105
接受《天体物理学杂志》预印本排版,使用 L ATEX 样式 emulateapj v. 6/22/04 观测微类星体 GRS 中的快速盘射流相互作用 1915 105
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024-09-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
The Evolutionary Significance of Phenotypic Plasticity
表型可塑性的进化意义
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024-09-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:

的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('', 18)}}的其他基金

An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
  • 批准号:
    2901954
  • 财政年份:
    2028
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
  • 批准号:
    2896097
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
  • 批准号:
    2908917
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Development of a new solid tritium breeder blanket
新型固体氚增殖毯的研制
  • 批准号:
    2908923
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Landscapes of Music: The more-than-human lives and politics of musical instruments
音乐景观:超越人类的生活和乐器的政治
  • 批准号:
    2889655
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Cosmological hydrodynamical simulations with calibrated non-universal initial mass functions
使用校准的非通用初始质量函数进行宇宙流体动力学模拟
  • 批准号:
    2903298
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
  • 批准号:
    2908693
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
  • 批准号:
    2876993
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
  • 批准号:
    2908918
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
  • 批准号:
    2780268
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship

相似国自然基金

从定性到定量:基于自然解决方案的长江口湿地后生态工程评价
  • 批准号:
    32371621
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
计算机辅助的协作问题解决中情感-社交-认知建模分析与引导促进
  • 批准号:
    62377027
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
蛋白质降解决定因子的生物信息学筛选及其耐药突变的多组学分析研究
  • 批准号:
    32300528
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于超声单模态影像融合实时规划技术实现肝脏肿瘤热消融最优穿刺路径解决方案
  • 批准号:
    82371986
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于MOFs材料解决钙钛矿太阳电池中铅泄漏问题的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Multispectral rapid 3D super-resolution imaging of nuclear biology
核生物学多光谱快速 3D 超分辨率成像
  • 批准号:
    BB/X019705/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
CAREER: Super-Resolution 3D Ultrasound Imaging of Brain Activity
职业:大脑活动的超分辨率 3D 超声成像
  • 批准号:
    2237309
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Abberior 3D-STED microscope for super-resolution imaging
用于超分辨率成像的 Abberior 3D-STED 显微镜
  • 批准号:
    10630881
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Development of multi-color 3D super-localization LiveFISH and LiveFISH PAINT to investigate the chromatin dynamics at any genomic scale
开发多色 3D 超定位 LiveFISH 和 LiveFISH PAINT,以研究任何基因组规模的染色质动态
  • 批准号:
    10725002
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Ultrafast 3D Super-Resolution Ultrasound Imaging with Bias Switchable Row-Column Arrays
具有偏置可切换行列阵列的超快 3D 超分辨率超声成像
  • 批准号:
    575483-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Master's
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了