[實用新型]基于柔性超聲相控陣的牛科動物生長狀況監測裝置

有效

• 申請號: 201220512818.8
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN202859152U
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 韋崗;梁可尊;萬吉娜;夏嬌
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型涉及動物超聲檢測技術領域，具體涉及運用柔性超聲相控陣監測牛科動物生長情況的裝置?。

背景技術

近年來，我國畜牧業持續、健康、穩步發展，已經成為我國農村經濟的支柱產業，規模化、專業化、自動化、信息化是畜牧業未來發展的方向。隨著生活水平以及對生活品質要求的不斷提高，人們對畜禽產品的品質和安全性要求也越來越高。

牛科動物生長狀況信息的采集和分析是提高牛科動物養殖現代化水平、提高牛科動物產品的品質和安全性的重要手段和途徑。通過監測牛科動物生長狀況的變化情況可以對牛科動物的進食情況、飼養環境進行評測，根據生長狀況的變化及時調整喂養形式及飼養環境，并為牛科動物品種刷選與品質鑒定提供準確的數據和依據。目前牛科動物生長狀況主要根據牛科動物的生長期和飼養人員的個人經驗來判斷，具有一定的誤判性和不確定性。通過無損檢測技術實時監測牛科動物生長狀況以及生長變化情況，如肉牛的脂肪與肌肉厚度、奶牛乳房的健康狀況、母牛胎兒的發育情況等，可以針對牛科動物的健康狀況、飼養環境和發育階段做出較為準確的估計和分析，從而對牛科動物養殖及時采取各種應對的措施。

由于具有檢測速度快、分辨率高、方向性好、穿透能力強、成本低和無損傷等優點，超聲無損檢測技術在動物檢測領域中得到了廣泛的應用。目前的動物超聲檢測設備一般為手持式、探頭為剛性探頭、使用電纜連接的超聲檢測儀。這類手持式超聲檢測儀在實際檢測應用中存在著以下不足：(1)由于硬件的局限，其計算能力、存儲空間、運算速度和數據處理精度均較受限，需要對檢測對象逐個檢測，不適合大規模圈養式牛科養殖場長時間監測使用；(2)剛性超聲探頭往往由于與被檢測牛科動物的檢測表面接觸不完全而造成耦合效果不好，同時剛性超聲探頭對被檢測牛科動物檢測表面的擠壓也容易造成被檢測牛科動物的抵觸和反抗，導致檢測數據不準確；(3)對于多探頭超聲檢測裝置，使用電纜有線連接的方式在檢測過程中極不方便，多條電纜既增加了裝置的重量也限制了各個電纜所連接探頭的檢測移動范圍，降低了裝置的靈活性和實用性。

實用新型內容

對目前技術所存在的上述不足，本實用新型提出基于柔性超聲相控陣的牛科生長狀況監測裝置，該裝置通過采用柔性超聲換能器陣列實現超聲探頭的柔性化，通過超聲相控陣與無線通信模塊的集成而實現無線連接、低輻射、高精度的超聲檢測，同時適用于多種牛科動物、不同檢測部位、多檢測端的超聲檢測，具有方便、實用性與可擴展性強的優點。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

基于柔性超聲相控陣的牛科動物生長狀況監測裝置，包括若干個無線柔性超聲相控陣檢測端與一個數據處理中心；無線柔性超聲相控陣檢測端與數據處理中心之間通過無線網絡及光纖通信網絡進行網絡連接和數據通信；無線柔性超聲相控陣檢測端完成相控超聲信號的發射和接收；數據處理中心則根據各個無線柔性超聲相控陣檢測端的接收信號數據，完成檢測參數計算、檢測成像、綜合分析的數據處理。

進一步的，所述數據處理中心包括數據處理服務器、數據存儲服務器、多任務管理服務器、人機交互平臺和通信模塊；其中數據處理服務器、數據存儲服務器、人機交互平臺、通信模塊分別與多任務管理服務器相連接；數據處理服務器與數據存儲服務器相連接；所述數據處理服務器負責各個無線柔性超聲相控陣檢測端檢測參數的計算以及各個無線柔性超聲相控陣檢測端發送過來數據的處理；數據存儲服務器用于存儲數據處理中心所接收的檢測數據；所述人機交互平臺用于人機交互中的檢測參數輸入與控制，以及檢測處理結果的顯示；所述通信模塊用于數據處理中心與各個無線柔性超聲相控陣檢測端之間的網絡連接及數據通信。

進一步的，所述無線柔性超聲相控陣檢測端包括柔性探頭模塊、超聲發射模塊、超聲接收模塊、控制模塊、輸入模塊和無線模塊，其中柔性探頭模塊分別與超聲發射模塊、超聲接收模塊連接；控制模塊分別與超聲發射模塊、超聲接收模塊、輸入模塊、無線模塊連接；所述超聲發射模塊用于驅動柔性探頭模塊中的超聲相控陣探頭發射超聲波；所述超聲接收模塊用于接收和處理回波信號；所述柔性探頭模塊用于聲電信號的相互轉換；所述輸入模塊用于牛科動物編號與無線柔性超聲相控陣檢測端控制命令的輸入；所述無線模塊用于無線柔性超聲相控陣檢測端與數據處理中心之間通信數據的收發；所述控制模塊用于控制超聲的發射與接收、柔性超聲相控換能器陣列的收發切換、柔性探頭模塊中柔性超聲相控陣探頭各個陣元的收發延時以及無線模塊數據的發送與接收。