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超聲成像方法相控陣和S掃描成像

發(fā)布時間:2019/11/12 15:36:04

超聲波檢測儀中超聲相控陣技術是借鑒相控陣雷達技術的原理而發(fā)展起來的。在超聲檢測中,往往要進行聲束掃描。常用的快速掃描方式有機械掃描和電子掃描。機械掃描又分為線掃描、扇形掃描、弧形掃描和圓周掃描等幾種形式,而電子掃描則也有線性和扇形掃描兩種形式。相控陣成像是通過控制換能器陣列中各陣元激勵(或接收)脈沖的時間延遲,改變由各陣元發(fā)射(或接收)聲波到達(或來自)物體內某點時的相位關系,就可實現(xiàn)聚焦點和聲束方位的變化,從而可進行掃描成像。


相控陣探頭的特點:壓電晶片不再是一個整體,而是由多個獨立小晶片單元組成的陣列,常見的有直線排列的線陣、環(huán)形排列的面陣探頭等。


相控陣儀器:與探頭陣列相對應,儀器中用于發(fā)射和接收信號的電路是多通道的,每一個通道接一個陣元。根據(jù)所需發(fā)射的聲束特征,由儀器軟件計算各通道的相位(延遲)關系,并控制發(fā)射/接收移相控制器,從而形成所需的聲束和接收信號。


相控陣聲束偏轉和聲束聚焦原理:

為了實現(xiàn)聲束的偏轉,相當于要使波陣面以一定的角度傾斜,也就是說,要使各陣元發(fā)出的聲波在與探頭成一定角度的平面上具有相同的相位,需要使個單元的激勵脈沖從左到右等間隔增加延遲時間,使得合成波陣面具有一個傾角,實現(xiàn)了聲束方向的偏移。通過改變延時間隔,可以調整聲束角度。


為了實現(xiàn)聲束的聚焦,則需要兩端陣元先激勵,逐漸向中間加大延時,使合成波陣面形成具有一定曲率的圓弧面,聲束指向曲面圓心。通過改變延時間隔,可以調整焦距長短。

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