[發(fā)明專利]一種多波長電磁超聲換能器線圈設(shè)計方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011390265.9 | 申請日： | 2020-12-02 |
| 公開（公告）號： | CN112684013A | 公開（公告）日： | 2021-04-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 翟國富;李永虔;屈正揚;李策;鄧超然;楊潤杰;李茜;王淑娟 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | G01N29/24 | 分類號： | G01N29/24 |
| 代理公司： | 哈爾濱華夏松花江知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213 | 代理人： | 楊曉輝 |
| 地址： | 150001 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 波長 電磁 超聲 換能器 線圈 設(shè)計 方法 | ||
1.一種多波長電磁超聲換能器線圈設(shè)計方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、設(shè)計理想的空間信號；
S2、使用脈沖幅度調(diào)制技術(shù)對空間信號進行模擬，得到脈沖幅度調(diào)制脈沖序列，所述脈沖幅度調(diào)制脈沖序列為單位沖擊脈沖序列且各脈沖無寬度、幅值相等；
S3、根據(jù)脈沖幅度調(diào)制脈沖序列得到電磁超聲線圈參數(shù)：
線圈中各導(dǎo)線按照脈沖幅度調(diào)制脈沖序列進行排布，線圈中相鄰導(dǎo)線的中心間距等于脈沖幅度調(diào)制脈沖序列中相鄰脈沖的中心間距，線圈寬度根據(jù)需求進行設(shè)置，各導(dǎo)線采用串聯(lián)或并聯(lián)連接；
S4、根據(jù)線圈參數(shù)進行線圈制作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長電磁超聲換能器線圈設(shè)計方法，其特征在于，S1中的理想的空間信號g(x)：
kn＝nk1
其中，x表示空間坐標(biāo)，n為諧波階數(shù)，是正數(shù)，kn是第n階諧波的波數(shù)，k1是基波的波數(shù)，An是第n階諧波的幅值，為第n階諧波的相位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長電磁超聲換能器線圈設(shè)計方法，其特征在于，所述S2包括：
S21、構(gòu)建一個周期性的單位沖擊脈沖序列，然后與理想的空間信號相乘，得到脈沖幅度調(diào)制脈沖序列；
所述周期性的單位沖擊脈沖序列的空間周期是理想空間信號空間周期的整數(shù)倍；
S22、求解S21得到脈沖幅度調(diào)制脈沖序列的第一個脈沖的空間坐標(biāo)和脈沖序列的空間周期，根據(jù)第一個脈沖的空間坐標(biāo)和脈沖序列的空間周期繪制出無寬度、幅值相等的單位沖擊脈沖序列，繪制出的單位沖擊脈沖序列為脈沖幅度調(diào)制脈沖序列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多波長電磁超聲換能器線圈設(shè)計方法，其特征在于，S22中，第一個脈沖的空間坐標(biāo)和脈沖序列的空間周期需要滿足以下表達式：
g(x1)＝C，
|g(x1+nX)|＝C or 0 n＝1,2,...,N，
k(N+1)X＝2π，
X≥x1，
其中，x1為第一個脈沖的空間坐標(biāo)，X為脈沖序列的空間周期，C為任意常數(shù)，N表示每個周期的最大脈沖數(shù)。
5.一種多波長電磁超聲換能器線圈設(shè)計方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、設(shè)計理想的空間信號；
S2、使用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)對空間信號進行模擬，得到脈沖寬度調(diào)制脈沖序列，所述脈沖寬度調(diào)制脈沖序列的各脈沖序列有寬度、寬度不一且幅值相等；
S3、根據(jù)脈沖寬度調(diào)制脈沖序列得到電磁超聲線圈參數(shù)：
線圈中各導(dǎo)線按照脈沖寬度調(diào)制脈沖序列進行排布，線圈中相鄰導(dǎo)線的中心間距等于脈沖寬度調(diào)制脈沖序列中相鄰脈沖的中心間距，線圈寬度等于各脈沖寬度調(diào)制脈沖序列的寬度，各導(dǎo)線采用串聯(lián)或并聯(lián)連接；
S4、根據(jù)線圈參數(shù)進行線圈制作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多波長電磁超聲換能器線圈設(shè)計方法，其特征在于，
S1中的理想的空間信號g(x)：
kn＝nk1
其中，x表示空間坐標(biāo)，n為諧波階數(shù)，是正數(shù)，kn是第n階諧波的波數(shù)，k1是基波的波數(shù)，An是第n階諧波的幅值，為第n階諧波的相位。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多波長電磁超聲換能器線圈設(shè)計方法，其特征在于，所述S2包括：
S21、構(gòu)建等腰三角波作為載波，載波的幅值大于空間信號g(x)的幅值；
S22、對空間信號g(x)取絕對值，形成調(diào)制波；
S23、對S21的載波和S22的調(diào)制波進行幅值對比：
當(dāng)載波的幅值高于調(diào)制波的幅值時，輸出信號為0；
當(dāng)載波51的幅值低于調(diào)制波的幅值時，若調(diào)制波的幅值為正，則輸出信號為1，否則，輸出信號為-1；
輸出信號為脈沖寬度調(diào)制脈沖序列。
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