[发明专利]非线性超声波束混叠计算方法及系统

权利要求书

1.一种非线性超声波束混叠计算方法，其特征在于，包括：

非线性响应获取步骤：设定输入信号函数的形式，获得超声波传播介质的结构内某一观测点的非线性响应；

相位改变步骤：改变输入信号函数的相位，再次获得该观测点处的非线性响应；

算术平均获取步骤：将前两次得到的非线性响应进行叠加并取其一半，即得到算术平均值；

信号处理步骤：对叠加后得到的新结果进行信号处理，分析其中的高次谐波和谐振波等频率成分。

2.根据权利要求1所述的非线性超声波束混叠计算方法，其特征在于，所述非线性超声波束混叠计算方法针对的超声波传播介质，包括：各向同性材料、各向异性材料。

3.根据权利要求1所述的非线性超声波束混叠计算方法，其特征在于，所述非线性超声波束混叠包括：两列超声波共线混叠与非共线混叠两大类情况；

对于共线混叠情形，激励声波所选用的模式包括：两列纵波反向共线、两列纵波同向共线、纵波与剪切波反向共线和纵波与剪切波同向共线四种情况；

对于非共线混叠情形，激励声波所选用的模式包括：两列纵波、两列剪切波和纵波与剪切波三种情况。

4.根据权利要求3所述的非线性超声波束混叠计算方法，其特征在于，所述非线性相应获取步骤：

设混叠的非线性超声波束为两列反向共线混叠的纵波，在弹性半空间的边界上施加两列与时间相关的线性载荷，其函数形式如下：

其中，

表示左端y＝0处y方向上的质点速度分量；

表示右端y＝L处y方向上的质点速度分量；

F₁(t)和F₂(t)分别表示左右两端的输入信号函数；

δ(x)表示线性载荷的delta函数；

表示左端y＝0处x方向上的质点速度分量；

表示左端y＝0处x方向上的质点速度分量；

f_f表示激励频率；

t表示时间；

t_f表示激励频率施加的截止时间；

F(t)是输入信号函数；

Q是F(t)的幅值；

在此激励条件下，在观测点采集信号，得到相应的非线性响应。

5.根据权利要求1所述的非线性超声波束混叠计算方法，其特征在于，所述非线性响应获取步骤：

所述输入信号函数的形式包括：脉冲函数信号、调制窗函数信号和连续信号。

6.根据权利要求1所述的非线性超声波束混叠计算方法，其特征在于，所述信号处理步骤：

信号处理的方法包括：涵盖时域、频域和时频分析多种方法的实际使用，均是建立在已经施用正反相响应叠加法的基础上。

7.一种非线性超声波束混叠计算系统，其特征在于，包括：

非线性响应获取步骤：设定输入信号函数的形式，获得超声波传播介质的结构内某一观测点的非线性响应；

相位改变步骤：改变输入信号函数的相位，再次获得该观测点处的非线性响应；

算术平均获取步骤：将前两次得到的非线性响应进行叠加并取其一半，即得到算术平均值；

信号处理步骤：对叠加后得到的新结果进行信号处理，分析其中的高次谐波和谐振波等频率成分。

8.根据权利要求7所述的非线性超声波束混叠计算系统，其特征在于，所述非线性超声波束混叠计算系统针对的超声波传播介质，包括：各向同性材料、各向异性材料；

所述非线性超声波束混叠包括：两列超声波共线混叠与非共线混叠两大类情况；

对于共线混叠情形，激励声波所选用的模式包括：两列纵波反向共线、两列纵波同向共线、纵波与剪切波反向共线和纵波与剪切波同向共线四种情况；

对于非共线混叠情形，激励声波所选用的模式包括：两列纵波、两列剪切波和纵波与剪切波三种情况。