[发明专利]一种磁-声多场耦合成像实验装置

权利要求书

1.一种磁-声多场耦合成像实验装置，其特征在于，所述的试验装置包括超声模块、电子学模块和机械模块；所述的超声模块用于超声的激励和超声信号的接收，所述的电子学模块用于电磁激励和微弱电信号的采集，所述的机械模块实现被测样品的扫描；

所述的超声模块包括超声阵列(13)、圆形骨架(10)和超声控制采集电路(3)；超声阵列(13)与超声控制采集电路(3)之间电连接，超声阵列(13)均匀分布在圆形骨架(10)上；超声控制采集电路(3)控制超声阵列(13)内各个超声阵元的发射和接收；超声阵列(13)既是磁声成像的超声接收装置，也是磁声电成像的超声发射装置；

所述的电子学模块包括产生静磁场的磁体系统(4)、线圈(5)、激励电路、信号处理与采集电路和运动控制系统；所述的产生静磁场的磁体系统(4)为超导磁体、永磁体或电磁体，位于屏蔽式水槽(1)的外部，所述的产生静磁场的磁体系统(4)目的是在被测样品(6)内产生均匀磁场，产生静磁场的磁体系统(4)产生的静磁场方向与线圈(5)作为激励线圈时产生的脉冲磁场的磁场方向平行，同时产生静磁场的磁体系统(4)产生静磁场的有效半径最好小于被测样品(6)到超声阵列(13)之间的直线距离，即超声阵列(14)位于产生静磁场的磁体系统(4)产生的静磁场有效范围外；所述的线圈(5)既是激励线圈也是接收线圈，当线圈(5)作为激励线圈时和激励电路连接，当线圈(5)作为接收线圈时与信号处理与采集电路连接；激励线圈与激励电路连接作为磁声成像的激励源；接收线圈与信号处理、采集电路连接作为磁声电成像的检测系统；运动控制系统实现被测样品(6)的旋转，运动控制系统位于屏蔽式水槽(1)外，通过支杆连接到屏蔽式水槽(1)内部的机械模块的旋转齿轮(9)上；

所述的机械模块包括带齿轮的置物台(7)、超声屏蔽盒(8)、旋转齿轮(9)和吸声薄膜；置物台(7)的四周带有齿轮，置物台(7)的齿轮和旋转齿轮(9)咬合，旋转齿轮(9)带动置物台(7)旋转；超声屏蔽盒(8)位于置物台(7)下方，激励线圈和接收线圈放置在超声屏蔽盒(8)内；所述的吸声薄膜紧贴于屏蔽式水槽(1)的内壁面上；所述的机械模块密封于超声屏蔽式水槽(1)内，屏蔽式水槽(1)内还放置有超声模块的超声阵列；电子学模块和超声模块的超声控制采集电路固定在屏蔽式水槽(1)内壁的上壁面，超声阵列和被测样品之间通过放置在屏蔽式水槽(1)内的耦合剂耦合。

2.按照权利要求1所述的磁-声多场耦合成像实验装置，其特征在于，所述的超声屏蔽盒(8)与置物台(7)之间通过一个固定支柱连接，置物台(7)的上方放置一个隔声垫，隔声垫的半径稍大于圆形置物台(7)的半径；超声阵列(13)所在的平面与置物台(7)上的被测样品位于同一平面内。

3.按照权利要求1所述的磁-声多场耦合成像实验装置，其特征在于，所述的超声阵列(13)为单超声阵元，超声控制采集电路(3)控制超声阵列(13)内各个超声阵元的发射和接收。

4.按照权利要求1所述的磁-声多场耦合成像实验装置，其特征在于，所述的超声阵列(13)为由发射超声探头和接收超声探头组成的双超声阵元，发射超声探头和接收超声探头分别独立并分别控制；接收阵元(16)和发射阵元(15)同轴，接收阵元(16)被发射阵元(15)环绕；接收阵元(16)的阵面为圆形，发射阵元(15)的阵面为环形，接收阵元(16)和发射阵元(15)的阵面位于同一面平面内，并且发射阵元(15)和接收阵元(16)的阵面组成一个圆形阵面。

5.按照权利要求1所述的磁-声多场耦合成像实验装置，其特征在于，所述的屏蔽式水槽的六个内壁上贴有一层针对200KHz-10MHz频率范围的柔性吸声薄膜。

6.按照权利要求1所述的磁-声多场耦合成像实验装置，其特征在于，所述的接收线圈和激励线圈均成对出现；激励线圈对和接收线圈对中心轴重合，激励线圈对的两个激励线圈分别对称放置于被测样品(6)的上方和下方，上下布置的激励线圈组成赫姆赫兹线圈；接收线圈对的两个接收线圈对称放置于被测样品(6)的上方和下方，或者都置于被测样品(6)的上方或者下方；位于被测样品(6)下方的线圈置于机械模块的超声屏蔽盒(8)内，超声屏蔽盒(8)内抽真空。