[发明专利]一种质点偏振方向控制与扫描检测方法有效
申请号: | 201810950277.9 | 申请日: | 2018-08-20 |
公开(公告)号: | CN109142537B | 公开(公告)日: | 2020-02-07 |
发明(设计)人: | 阎守国;张碧星;黄娟 | 申请(专利权)人: | 中国科学院声学研究所 |
主分类号: | G01N29/22 | 分类号: | G01N29/22 |
代理公司: | 11309 北京亿腾知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人: | 陈霁 |
地址: | 100190 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 声波 换能器 预设 扫描检测 偏振 偏振方向控制 介质表面 质点 焦点 传播 脉冲激励信号 脉冲信号激励 激励信号 焦点位置 速度确定 焦点处 声程 合成 | ||
1.一种质点偏振方向控制与扫描检测方法,其特征在于,该方法包括下列步骤:
在介质表面的不同位置分别设置多个换能器,采用相同形式的脉冲信号激励所述多个换能器,通过不同位置的换能器与预设焦点间的声程差和声波在介质中的传播速度确定换能器激励信号的时间延迟,使不同位置的换能器激励的沿不同方向传播的声波同时到达所述预设焦点位置;
合成预设焦点处所述沿不同方向传播的声波所具有的多个声波偏振方向得到预设焦点处声波总偏振方向;
改变所述多个换能器在介质表面的位置,和/或改变所述多个换能器激励脉冲信号的幅度和/或相位,对所述预设焦点处声波总偏振方向进行控制与扫描检测;
所述多个换能器至少包括第一换能器和第二换能器;其中,
分别设置在介质表面不同位置的第一换能器和第二换能器采用相同形式的脉冲信号,通过第一换能器距预设焦点和第二换能器距预设焦点的声程差和声波在介质中的传播速度确定换能器激励信号的时间延迟,使第一换能器和第二换能器的沿不同方向传播的声波同时到达所述预设焦点位置;
合成所述第一换能器位于所述预设焦点处的第一偏振方向与所述第二换能器位于所述预设焦点处的第二偏振方向得到第三偏振方向;
改变所述第一换能器和/或第二换能器的位置,和/或改变所述脉冲信号的幅度和/或相位,对预设焦点处的第三偏振方向进行控制与扫描检测;
所述分别设置在介质表面不同位置的第一换能器和第二换能器所激励的声波信号同时到达所述预设焦点,方法为:
根据所述第一换能器距预设焦点和第二换能器距预设焦点的声程差Δr以及介质中纵波速度Vp计算出脉冲延时发射时间其中第一换能器距预设焦点的声程大于等于第二换能器距预设焦点的声程,将延时Δt加载于第二换能器上,进而控制所述第一换能器和第二换能器激励的纵波同时到达预设焦点。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第三偏振方向与垂直方向的夹角其中,Fa为第一偏振方向的幅度,θa为第一偏振方向与垂直方向的夹角,Fb为第二偏振方向的幅度,θb为第二偏振方向与垂直方向的夹角;θ=0时表示第三偏振方向沿垂直方向,θ>0时表示第三偏振方向由垂直方向沿逆时针方向偏转的角度,θ<0时表示第三偏振方向由垂直方向沿顺时针方向偏转的角度。
3.根据权利要求1、2任一权利要求所述的方法,其特征在于,改变所述第一换能器和/或第二换能器的位置,和/或改变所述脉冲信号的幅度和/或相位,对预设焦点处的第三偏振方向进行控制与扫描检测的方法包括:
当第一换能器和第二换能器位置固定时,θa与θb保持不变,改变换能器激励声波的幅度使第一偏振方向幅度Fa和/或第二偏振方向幅度Fb的大小改变,从而改变第三偏振方向θ;
当第一换能器和第二换能器位置固定时,θa与θb保持不变,第一换能器或第二换能器中任一激发脉冲的相位改变π时,使对应的第一偏振方向幅度Fa或第二偏振方向幅度Fb的正负值改变,从而改变第三偏振方向θ;
当第一偏振方向的幅度Fa和第二偏振方向的幅度Fb保持不变时,改变第一换能器和/或第二换能器的位置使θa与θb改变,从而改变第三偏振方向θ。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述改变所述第一换能器和/或第二换能器的位置,和/或改变所述脉冲信号的幅度和/或相位,对预设焦点进行质点偏振方向控制与扫描检测的方法还包括:
预设焦点位于第一换能器和第二换能器中心线上,且第一偏振方向和第二偏振方向的幅度一致;
当第一换能器和第二换能器的脉冲信号相位一致时,第三偏振方向沿垂直方向振动,幅度为倍第一偏振方向幅度Fa或倍第二偏振方向幅度Fb;
当第一换能器和第二换能器的脉冲信号相位相反时,第三偏振方向沿水平方向振动,幅度为倍第一偏振方向幅度Fa或倍第二偏振方向幅度Fb。
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