[发明专利]线性相控阵超声斜探头辐射偏转声场扩散角的计算方法

权利要求书

1.线性相控阵超声斜探头辐射偏转声场扩散角的计算方法，其特征在于，所述计算方法包括以下步骤；

步骤1：构建楔块-工件模型，沿斜探头及楔块中心作横切面，定义一维线性相控阵超声换能器激活口径为A₀，楔块倾斜角度为α，楔块中的纵波声速为C_W，工件中的声速为C_S，声波频率为f，声波波长为λ，声束从楔块到工件中的入射角为θ_i；

步骤2：计算楔块中等效的声辐射口径A_W，A_w＝A₀cos(θ_i-α)；

步骤3:计算换能器辐射声场的半扩散角θ_Δ，

步骤4：楔块中声束主瓣的上边界入射角θ_i1与所述换能器辐射声场的半扩散角θ_Δ的关系为：θ_i1＝θ_i+θ_Δ，结合步骤2和步骤3中的关系公式，得到楔块中声束主瓣上边界入射角θ_i1为：

步骤5：根据Snell定律得到工件中折射声束主瓣上边界角θ_t1为：

步骤6：楔块中声束主瓣的下边界入射角θ_i2与所述换能器辐射声场的半扩散角θ_Δ的关系为：θ_i2＝θ_i-θ_Δ，结合步骤2和步骤3中的关系公式及Snell定律得到工件中声束主瓣下边界入射角θ_t2为：

步骤7：根据步骤5和步骤6中的，工件中声束主瓣上、下边界入射角，得到工件中声束主瓣的扩散角Δθ_t为：

2.根据权利要求1所述的线性相控阵超声斜探头辐射偏转声场扩散角的计算方法，其特征在于，所述步骤7中的，工件中声束主瓣的扩散角Δθ_t表征了主瓣声束的覆盖范围，所述扩散角Δθ_t大于等于0、小于等于π，定义指向性因子q为主瓣声束宽度的角度，表示如下：

3.根据权利要求1所述的线性相控阵超声斜探头辐射偏转声场扩散角的计算方法，其特征在于，所述线性相控阵超声斜探头的超声扫描区间为扇形。

4.根据权利要求1所述的线性相控阵超声斜探头辐射偏转声场扩散角的计算方法，其特征在于，根据所述的扩散角计算的公式计算-ndB扩散角时，即在垂直于声波传播方向上，声压减小ndB所对应的角度，将所述波长乘以系数K,系数K由n值决定，其中，-ndB是指声压下降的dB值。

5.根据权利要求4所述的线性相控阵超声斜探头辐射偏转声场扩散角的计算方法，其特征在于，所述系数H_n通过公式计算得到，n取值为自然数。

6.根据权利要求1所述的线性相控阵超声斜探头辐射偏转声场扩散角的计算方法，其特征在于，所述楔块为多边形，楔块的下底面与所述工件的上表面紧密接触；所述楔块的激活口径所在面为倾斜设置。

7.根据权利要求1所述的线性相控阵超声斜探头辐射偏转声场扩散角的计算方法，其特征在于，所述斜探头包括所述换能器及所述楔块。