[发明专利]测量声学换能器的特征环路灵敏度的方法与系统

说明书

本发明公开了一种测量声学换能器的特征环路灵敏度的方法，用一脉冲信号当宽带参考信号V_r(t)，并且在脉冲回波测量中获得对应的宽带回波信号V_e(t)。声学换能器的特征环路灵敏度(S_LC)被定义为V_e(t)之能量密度相对于V_r(t)之能量密度的比值，再以分贝为单位表示，其中，信号的能量密度定义为该信号的能量相对于该信号的带宽之比值。本发明还公开了一种测量声学换能器的特征环路灵敏度的系统。

技术领域

本发明涉及一种测量声学换能器之特征环路灵敏度的方法与系统。

背景技术

声学换能器是声学成像系统中的关键部件。基于声学成像具非侵入性、非游离性、实时成像和成本效益等优势，因此声学成像技术经常用于非破坏检测、临床诊断和水下应用。例如，用于评估软组织结构和血流量的用于临床诊断的声学成像，是目前继常规X光摄影后使用最多的临床成像模式。

图1A与1B显示一声学探头的典型构造。声学探头113内有由多个声学换能器117所构成的换能器阵列117A。构成换能器阵列117A的声学换能器117其数量大于或等于一。

在现有技术中，使用灵敏度来评估声学换能器117的特性。图2A-2B所示为先前测量声学探头中的声学换能器灵敏度的方法。图2A为先前测得参考信号的安排方式。正弦猝发产生器(sine burst generator)200输出特定频率的正弦猝发信号(sine burstsignal)，在外部50欧姆负载所得为参考信号V_r(t)204。图2B为先前测量声学探头113的安排方式。正弦猝发产生器200电性耦合到声学探头113，且该声学探头113浸在装设声学反射镜212的水浴槽208。声学探头113被正弦猝发产生器200驱动而发射出特定频率的正弦猝发声波214。此声学探头113接收反射自声学反射镜212的正弦猝发声波218而输出回波信号V_e(t)224。

图3A为现有技术测量声学探头的参考信号波形。参考信号V_r(t)204是至少15个周期的特定频率正弦猝发信号，其电压峰对峰值为V_ppr。图3B为使用现有技术测量声学探头方式所得的回波信号波形。回波信号V_e(t)224是一特定频率的正弦猝发信号，其电压峰对峰值为V_ppe。该声学换能器的环路灵敏度(loop sensitivity)根据回波信号电压峰对峰值(V_ppe)与参考信号的电压峰对峰值(V_ppr)计算求得。

现有技术的缺点是每次仅能在一个特定频率测量声学换能器117的环路灵敏度。在声学探头初问世时，声学换能器仅对窄频带信号有所反应，然而随声学科技的进步，宽带的声学换能器发展迅速，因此需要一个得以测量声学换能器宽带特性的方法和系统，这个宽带特性包括特征环路灵敏度(S_LC)。

发明内容

针对现有技术的上述不足，根据本发明的实施例，希望提供一种用于测量声学探头中之声学换能器的特征环路灵敏度(S_LC)的方法，并提出用于测量声学探头中之声学换能器的特征环路灵敏度(S_LC)的系统。

根据实施例，本发明使用一个具备50欧姆输出阻抗，可产生单极性脉冲或双极性脉冲的脉冲产生器，电性耦合到外部50欧姆负载。在50欧姆负载上所得为一宽带参考信号V_r(t)，进一步将此宽带参考信号V_r(t)以傅立叶变换求得函数此宽带参考信号V_r(t)的能量(E_r)由宽带参考信号的功率对时间积分获得，亦可由宽带参考信号的能量频谱密度对频率积分而获得。