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超聲成像方法相控陣和S掃描成像

發布時間: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。根據所需發射的聲束特征,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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