[發(fā)明專利]一種超聲檢測與成像方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710206561.0
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106990172B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 張碧星;閻守國;黃娟
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 北京億騰知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

1.一種超聲檢測與成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

由超聲換能器各陣元向待檢區(qū)域的各預設焦點依次發(fā)射兩個脈沖；其中，所述脈沖用于激發(fā)橫波和縱波，通過控制超聲換能器各陣元向預設焦點發(fā)射兩個脈沖之間的時間差其中為第i個陣元發(fā)射的兩個脈沖之間的時間差，r_i為第i陣元到聚焦點P之間的距離，c_p為介質(zhì)中的縱波速度，c_s為介質(zhì)中的橫波速度，使得所述第一個脈沖激發(fā)的橫波和所述第二個脈沖激發(fā)的縱波同時到達預設焦點；以及控制超聲換能器各陣元發(fā)射的第一個脈沖的時間延遲，使得超聲換能器各陣元發(fā)射的第一個脈沖激發(fā)的橫波同時到達預設焦點，從而縱波和橫波在預設焦點處實現(xiàn)同時聚焦；

改變待檢區(qū)域內(nèi)預設焦點的位置，當待檢區(qū)域內(nèi)的所有預設焦點進行聚焦后，則完成多波聚焦聲束對待檢區(qū)域的掃描過程；

根據(jù)超聲換能器各陣元依次接收到的來自缺陷的回波信號得到待檢區(qū)域的各預設焦點的檢測信號，再將檢測信號進行成像處理。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述成像處理步驟，包括：

將超聲換能器各陣元依次接收到的來自缺陷的回波信號按照縱波時延疊加得到第一時間序列信號；以及

將超聲換能器各陣元依次接收到的來自缺陷的回波信號按照橫波時延疊加得到第二時間序列信號；

將所述第一時間序列信號和所述第二時間序列信號，按照預定的延時規(guī)則進行疊加合成第三時間序列信號；

將所述第三時間序列信號進行成像處理，得到待檢區(qū)域的檢測圖像。

3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述預定的延時規(guī)則是按照縱波和橫波從預設焦點傳播到超聲換能器陣元的時間差來得到，按照所述預定的延時規(guī)則進行疊加得到的第三時間序列信號為預設焦點的檢測信號。

4.根據(jù)權利要求2-3中任一權利要求所述的方法，其特征在于，所述成像處理步驟通過第三時間序列信號的幅度來實現(xiàn)。

5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述超聲換能器各陣元發(fā)射的第一個脈沖的時間延遲，通過以下公式計算：

其中為第i個陣元發(fā)射第一個脈沖的時間延遲，r₁為第1個陣元到焦點之間的距離，c_s為介質(zhì)中的橫波速度。

6.一種超聲檢測與成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：超聲換能器(10)和處理設備(20)；其中，處理設備(20)包括控制模塊(21)、檢測模塊(22)和成像處理模塊(23)；

所述控制模塊(21)，用于通過控制超聲換能器(10)各陣元(11)向預設焦點發(fā)射兩個脈沖之間的時間差其中為第i個陣元發(fā)射的兩個脈沖之間的時間差，r_i為第i陣元到聚焦點P之間的距離，c_p為介質(zhì)中的縱波速度，c_s為介質(zhì)中的橫波速度，使得所述第一個脈沖激發(fā)的橫波和所述第二個脈沖激發(fā)的縱波同時到達預設焦點；以及控制超聲換能器各陣元發(fā)射的第一個脈沖的時間延遲，使得超聲換能器(10)各陣元(11)發(fā)射的第一個脈沖激發(fā)的橫波同時到達預設焦點；

所述檢測模塊(22)，用于改變待檢區(qū)域內(nèi)預設焦點的位置，當待檢區(qū)域內(nèi)的所有預設焦點進行聚焦后，則完成多波聚焦聲束對待檢區(qū)域的掃描過程；

所述成像處理模塊(23)，用于根據(jù)超聲換能器(10)各陣元依次接收到來自缺陷的回波信號得到待檢區(qū)域的各預設焦點的檢測信號，再將檢測信號進行成像處理。

7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述成像處理模塊(23)，包括：

將超聲換能器各陣元依次接收來自缺陷的回波信號按照縱波時延疊加得到第一時間序列信號；以及

將超聲換能器各陣元依次接收來自缺陷的回波信號按照橫波時延疊加得到第二時間序列信號；

將所述第一時間序列信號和所述第二時間序列信號，按照預定的延時規(guī)則進行疊加合成第三時間序列信號；

將所述第三時間序列信號進行成像處理，得到待檢區(qū)域的檢測圖像。