[发明专利]超声聚焦探头参数标定方法

权利要求书

1.一种超声聚焦探头参数标定方法，其特征在于包括下述步骤：

a、制备超声检测标样，所述标样采用已知声反射系数R(θ)的材料；

b、将所述标样放入超声显微镜设备的工作槽的耦合剂内，使所述超声显微镜设备的聚焦探头的轴向方向与所述标样的反射表面保持垂直；

c.在与所述标样的反射表面垂直的Z轴方向上调整所述聚焦探头的位置，使得测得的超声反射信号最大，此时所述聚焦探头与所述标样的反射表面的距离即为所述聚焦探头的焦距D，将此时所述聚焦探头的Z轴方向的位置设置为零，且在-Z方向将所述聚焦探头移动一段距离，该距离小于D；

d、以步进距离d在Z方向移动所述聚焦探头，每移动一个步进d，稳定所述超声显微镜设备一个时间间隔T，待所述超声显微镜设备测得的信号稳定后记录该位置的超声反射信号s(z,t)，如此依次记录，获得一组不同位置的超声反射信号S(z,t)，其中z为d的整数倍，t为时间变量；

e、对s(z,t)进行傅里叶变换，得到F[s(z,f)]曲线，该曲线上最大值点对应的频率fc即是该聚焦探头的中心频率；对测得的S(z,t)进行二维傅里叶变换获得一组数据F[S(z,f)]，选择一个频率f下的数据，即得到该频率下该标样的声学特征曲线的实验值V_Exp(z)；

f、通过公式计算获得该标样声学特征曲线的理论计算值V_Cal(z)，其中，a是聚焦探头晶片半径，β为晶片弧度角，θ表示入射角，k是波数，C是常数，P(θ,ka)是一个与探头类型有关的孔径函数；

g、通过公式对标样声学特征曲线实验测量值V_Exp(z)和计算值V_Cal(z)进行迭代拟合，以获得聚焦探头的晶片半径a、晶片弧度角β，进而得到所述聚焦探头的孔径函数。

2.如权利要求1所述的超声聚焦探头参数标定方法，其特征在于所述聚焦探头是点聚焦探头，其孔径函数为

其中，μ(α)是与聚焦探头弧度角有关的函数。

3.如权利要求1所述的超声聚焦探头参数标定方法，其特征在于所述聚焦探头是线聚焦探头，V(z)计算公式为：

其中k_f为所述波数，k_x为所述波数在X轴上的分量，X轴垂直于所述Z轴，ρ是与常数C关联的常量，

其孔径函数为：

4.如权利要求1所述的超声聚焦探头参数标定方法，其特征在于所述标样是长方体或圆柱体。

5.如权利要求1所述的超声聚焦探头参数标定方法，其特征在于所述标样的测试表面粗糙度不低于0.8μm。

6.如权利要求1所述的超声聚焦探头参数标定方法，其特征在于所述耦合剂是干净、无气泡的水。

7.如权利要求1所述的超声聚焦探头参数标定方法，其特征在于在所述步骤d中，z位于区间[-Z₀,Z₀],Z₀小于或等于D。