[发明专利]一种用于管道内超声相控阵成像的声束偏转时延控制方法

权利要求书

1.一种用于管道内超声相控阵成像的声束偏转时延控制方法，包括下列步骤：

步骤一：超声相控阵传感器布置：由多个超声相控阵探头组成超声传感器阵列，每个超声相控阵探头是由固定数目阵元组成的线阵，各阵元具有相同的性能参数且均可独立激励或接收，所有超声相控阵探头沿管道外壁圆周等间距布置，嵌入式安装在管道外壁，超声相控阵探头表面均平行于管道外壁切线方向；

步骤二：超声相控阵传感器激励及接收：按循环激励的方案，依次选定超声相控阵探头进行激励，对激励相控阵探头的M个阵元通道进行时延控制，使其声束在场域内以任意角度偏转，与此同时，其他相控阵探头的所有阵元对管道中传播的超声信号进行接收，并进行信号分析和处理；基于几何位置及声场配置形式计算投影路径，记录并储存对应路径的时变波形数据；

步骤三：考虑在以圆形管道为边界的场域内进行任意角度偏转，选定超声相控阵探头阵元数为M，阵元节距为s，管道厚度，即相控阵探头距离被测场域物理边界切线的距离为DT₀,需要控制的声束偏转角度为α,管道内径为R，管道声速为c₁，被测场域内背景介质声速为c₂，对于第i个阵元，计算其管壁及被测场域横向偏转距离dis₁，dis₂，表示如下：

计算其第i个阵元的渡越时间Δt_{i_rotate}，表示如下：

根据各通道时延计算各阵元时延t_{di_rotate}，表示如下：

t_{di_rotate}＝max(Δt_{i_rotate})-Δt_{i_rotate}

步骤四：将步骤三中计算得到的时延分配给超声相控阵探头的各个阵元激励通道，将同一激励电信号进行不同时间的延时，产生幅值相等、相位各不相同的激励电信号并施加在相控阵探头的各阵元上，产生幅值相等、相位相差的超声波激励，通过其叠加、相消及干涉作用，产生不同角度的超声平面波偏转，达到管道内超声相控阵声束偏转的有效控制。