[发明专利]手动和机械扫描超声成像系统

说明书

本发明手动和机械扫描超声成像系统，涉及超声无损检测技术，国际专利分类号为：GOIH。

到目前为止，超声无损检测技术在工业上应用最广的仍是A型脉冲反射式超声波探伤仪。但是，随着工业和科学技术的发展，其应用已从最初的无损探伤发展到无损检测和无损评价的阶段，人们已不满足对被检材料缺陷的定性了解，而且希望有直观的图像显示和定量分析的结果。为此，近年来，国内外都在积极探索一种用于工业材料无损检测的超声成像设备。但国外该类设备造价昂贵；国内虽有一些单位开展了这方面的工作，但只限于手动扫描，只限于B扫、C扫或P扫，没有超声反射层析成像的功能，没有合成孔径成像的功能。

本发明的目的在于克服目前该类技术的不足而提供一种手动和机械扫描超声成像系统，除具有常规的手动扫描成像功能外，还具有采用步进马达进行机械扫描成像的功能、超声反射层析成像的功能及合成孔径成像的功能。

本发明的目的是这样实现的，即由探头、微机、显示器、扫描器、及其驱动电源组成该成像系统，其微机的扩展槽内装有若干专用电路卡，在程序控制下，进行实时波形的显示及所需模式的图象显示。

图1为成像系统原理图。

图2为机械扫描器结构原理图。

图3为主程序流程图。

其中：1—控制中心、2—486微机、3—手动扫描同步工作卡、4—机械扫描驱动接口卡、5—A/D高速数据采集卡、6—超声发射/接收电路卡、7—驱动动源、8—手动扫描器、9—机械扫描器、10—显示器、11—鼠标、12—步进马达、13、14—导轨、15—丝杆、16—活动块、17—探头、18—主菜单、19—AB扫描、20—CB扫描、21—UCT扫描、22—手动扫描、23—系统信息、24—退出、25—设置参数、26—查看波形、27—开始扫描成像、28—扫描方向选择、29—检波选择、30—扫描长度和步长、31—数码存储选择及文件名、32—数码大小、33—最后灰度级、34—退出、35——设置参数、36—查看波形、37—开始扫描成像、38—步进方向选择、39—步进总长度及单步长、40—扫描总长度及扫描步长、41—选门宽、42—图像文件名、43—退出、44—设置参数、45—查看波形、46—开始扫描成像、47—扫描总长度及扫描步长、48—数码长度、49—投影数目、50—检波选择、51—图像存储文件名、52—最后灰度级、53—退出、54—设置参数、55—查看波形、56—开始扫描成像、57—检波选择、58—数码长度、59—数码存储文件名、60—最后灰度级、61—退出、62—对存盘后的数据作进一步的信号处理、63—超声成像、64—主菜单。

由图1可知，本发明由控制中心1、手动扫描器8、机械扫描器9、显示器10、鼠标11、驱动电源7组成。控制中心1是由一台PC486微机2及装入其扩展槽内的手动扫描同步工作卡3、机械扫描驱动接口卡4、A/D高速数据采集卡5、超声发射/接收电路卡6组成。机械扫描驱动接口卡4通过驱动电源7与机械扫描器9相连接，手动扫描同步工作卡3和手动扫描器8相连接，由计算机程序控制进行手动扫描或进行机械扫描选择。

由图2可知，机械扫描器由步进马达12、两个导轨13和14、丝杆15、活动块16及探头17组成。步进马达12的中心轴和丝杆15相连接。活动块中间有丝杆孔，两端有导轨孔，分别套在丝杆15及两个导轨13和14上。活动块16上固定有探头17，当步进马达12转动时，即带动丝杆15转动，使活动块16及探头17沿着导轨13和14方向移动。

手动扫描是按下面步骤实现的：用手动扫描器8的扫描臂将探头手动扫描时，其探头接收到的回波信号，经过超声发射/接收电路卡6及A/D高速数据采集卡5进行模数转换，变为数字信号送至微机2内存，并将手动扫描的位置信息经手动扫描同步工作卡3也送至微机2，进行实时波形显示及所需模式的图象显示。

机械扫描是按下面步骤实现的：在程序控制下，微机2经过机械扫描驱动接口卡4，又通过驱动电源7向机械扫描器9的步进马达12发出指令，使步进马达12带动探头17进行机械扫描，每走一步后将探头17接收到的回波信号，经过超声发射/接收电路卡6及A/D高速数据采集卡5，进行模数转换，变为数字信号送至微机2内存，机械扫描的位置信息，是通过程序预置的，随着机械扫描，系统进行实时A扫波形显示及所需模式的图象显示。

由图3可知，主程序流程是：

1、主菜单18分AB扫描19、CB扫描20、UCT扫描21、手动扫描22、系统信息23、退出24六项子菜单，用鼠标11选择所需子菜单。