[發明專利]約束條件下超聲陣列輻射器輻射聲場的計算方法及系統

有效

• 申請號: 202110325098.8
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113049092B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 趙霞;劉賓;王召巴;陳友興;金永;王偉;吳其洲;楊凌
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

1.一種約束條件下超聲陣列輻射器輻射聲場的計算方法，其特征在于，包括：

計算超聲陣列輻射器各陣元在介質中的輻射聲場；

計算超聲陣列輻射器各陣元在介質中偏轉聚焦所施加的時延；

根據超聲陣列輻射器發出的聲波的波長和超聲陣列輻射器各陣元的寬度計算超聲陣列輻射器各陣元的約束角；

根據所述超聲陣列輻射器各陣元在介質中的輻射聲場、所述超聲陣列輻射器各陣元在介質中偏轉聚焦所施加的時延以及所述超聲陣列輻射器各陣元的約束角計算約束條件下超聲陣列輻射器在介質中的輻射聲場；所述約束條件下超聲陣列輻射器在介質中的輻射聲場包括約束條件下超聲陣列輻射器在單層介質中的輻射聲場和約束條件下超聲陣列輻射器在雙層介質中的輻射聲場；

所述約束條件下超聲陣列輻射器在單層介質中的輻射聲場的計算方法為：

根據約束條件下超聲陣列輻射器各陣元的位置和聚焦點的位置建立平面坐標系；

根據聚焦點在所述平面坐標系中的坐標得到聚焦點對應的超聲陣列輻射器陣元，獲得第一陣元；

根據所述超聲陣列輻射器各陣元的約束角和聚焦點在所述平面坐標系中的坐標得到約束條件下超聲陣列輻射器的第一邊界對應的陣元，獲得第二陣元；

獲取所述第二陣元以所述第一陣元為中心鏡像對稱的陣元，獲得第三陣元；所述第三陣元為約束條件下超聲陣列輻射器的第二邊界對應的陣元；

判斷所述第三陣元的坐標是否大于約束條件下超聲陣列輻射器坐標最大的陣元的坐標；

若是，則以所述第二陣元和所述約束條件下超聲陣列輻射器坐標最大的陣元為邊界，根據所述超聲陣列輻射器各陣元在介質中的輻射聲場以及所述超聲陣列輻射器各陣元在介質中偏轉聚焦所施加的時延計算約束條件下超聲陣列輻射器在單層介質中的輻射聲場；

若否，則以所述第二陣元和所述第三陣元為邊界，根據所述超聲陣列輻射器各陣元在介質中的輻射聲場以及所述超聲陣列輻射器各陣元在介質中偏轉聚焦所施加的時延計算約束條件下超聲陣列輻射器在單層介質中的輻射聲場；

所述約束條件下超聲陣列輻射器在雙層介質中的輻射聲場的計算方法為：

根據約束條件下超聲陣列輻射器各陣元的位置和聚焦點的位置建立平面坐標系；

根據聚焦點在所述平面坐標系中的坐標得到聚焦點對應的超聲陣列輻射器陣元，獲得第四陣元；

根據所述超聲陣列輻射器各陣元的約束角和聚焦點在所述平面坐標系中的坐標得到約束條件下超聲陣列輻射器的第三邊界對應的初始陣元，獲得第五陣元；

根據所述第五陣元鄰近陣元的聲擴散角度和所述超聲陣列輻射器各陣元的約束角得到約束條件下超聲陣列輻射器的第三邊界對應的確定陣元，獲得第六陣元；

獲取所述第六陣元以所述第四陣元為中心鏡像對稱的陣元，獲得第七陣元；所述第七陣元為約束條件下超聲陣列輻射器的第四邊界對應的陣元；

判斷第七陣元的坐標是否大于約束條件下超聲陣列輻射器坐標最大的陣元的坐標；

若是，則以所述第六陣元和所述約束條件下超聲陣列輻射器坐標最大的陣元為邊界，根據所述超聲陣列輻射器各陣元在介質中的輻射聲場以及所述超聲陣列輻射器各陣元在介質中偏轉聚焦所施加的時延計算約束條件下超聲陣列輻射器在雙層介質中的輻射聲場；

若否，則以所述第六陣元和所述第七陣元為邊界，根據所述超聲陣列輻射器各陣元在介質中的輻射聲場以及所述超聲陣列輻射器各陣元在介質中偏轉聚焦所施加的時延計算約束條件下超聲陣列輻射器在雙層介質中的輻射聲場。