[發明專利]一種熱聲效應輻射場空間分布測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201410344748.3
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN105259426A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 畢欣;杜勁松;黃林;蔣華北;高揚;仝盼盼;趙越南;趙乾;叢日剛;徐洪慶
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 徐麗;周秀梅

1.一種熱聲效應輻射場空間分布測量裝置，其特征在于，包括：

容器裝置，承裝變壓器油耦合溶液，用于將待測樣品放于溶液中；

微波輻射模塊，用于激勵待測物體產生瞬時壓力波的大功率微波信號源，將產生微波信號輻射到容器裝置底部；

超聲傳感器陣列，用于接收待測樣品吸收微波輻射后產生的超聲波信號；

數據采集與預處理模塊，用于對來自超聲波探測傳感器的超聲波信號進行濾波、放大處理，再對經過預處理的超聲波信號在其控制的數據采集時序、采集速度下進行數據采集以及數據的存儲；

運動控制模塊，連接超聲波探測傳感器陣列，用于控制超超聲波探測傳感器陣列的旋轉運動位置、旋轉運動速度，以及垂直運動位置；

圖像重建模塊，連接運動控制模塊和微波輻射模塊，用于對采集到的超聲波信號進行圖像重建和定量分析。

2.根據權利要求1所述的一種熱聲效應輻射場空間分布測量裝置，其特征在于，所述微波輻射模塊，包括S波段微波功率源、饋電系統及天線；S波段微波功率源通過饋電系統的波導與天線相連接，將微波源發射的微波通過天線輻射出去；所述天線安裝于容器裝置底部，用于對容器裝置內部放置的待測樣品進行微波脈沖輻射；所述S波段微波功率源用于發射中心頻率為3GHz，帶寬為100MHz，峰值功率為50-90kW的微波脈沖信號，脈沖寬度為100-500ns，微波信號經過饋電系統后由天線耦合至容器裝置中的待測樣品表面。

3.根據權利要求1所述的一種熱聲效應輻射場空間分布測量裝置，其特征在于，所述超聲傳感器陣列包括2-512陣列超聲波傳感器，固定于承載容器裝置的支架上，該支架連接到電機，屬于運動控制模塊的一部分。

4.根據權利要求1所述的一種熱聲效應輻射場空間分布測量裝置，其特征在于，所述數據采集與預處理模塊包括多塊4-8通道數據采集和預處理板卡，組合成最多512通道數據采集通道，利用微波輻射模塊的同步信號進行超聲傳感器的定位和同步數據采集。

5.根據權利要求1所述的一種熱聲效應輻射場空間分布測量裝置，其特征在于，所述運動控制模塊包括超聲波整列固定支架、直流步進電機、運動控制卡；所述運動控制卡通過總線與主機連接，控制所述直流步進電機旋轉；所述直流步進電機的電機轉動控制所述超聲波整列固定支架的運動位置和速度。

6.根據權利要求1所述的一種熱聲效應輻射場空間分布測量裝置，其特征在于，所述容器裝置由圓柱形容器與藕合液組成。

7.根據權利要求1所述的一種熱聲效應輻射場空間分布測量裝置，其特征在于，所述探測容器裝置中的樣品為排列均勻的陣列式飽和鹽水陣列，面積滿足微波輻射區域。

8.一種熱聲效應輻射場空間分布測量方法，其特征在于，用于測量成像空間范圍內各個位置處的微波輻射場信號能量分布，具體包括以下步驟：

微波輻射模塊產生的微波信號對待測樣品輻射后，向外傳播超聲波信號；超聲傳感器陣列在不同高度對樣品產生的超聲波信號進行接收；數據采集與預處理模塊對超聲傳感器陣列接收的信號進行濾波和放大處理，并將模擬信號轉化為數字信號，使用圓周數據延遲疊加進行合成孔徑成像對不同平面的二維圖像依次進行重建，利用三維圖像處理軟件實現組合并重建出反映檢測空間范圍內的微波信號能量分布。