[发明专利]一种测量强聚焦超声非线性声场分布的系统及其方法

摘要

本发明公开了一种测量强聚焦超声非线性声场分布的系统及其方法，属于超声声场测量技术领域。本发明步骤为：一、获得球壳换能器轴向及其焦平面径向的声压分布曲线；二、根据瑞利积分计算球壳换能器轴向及焦平面径向的声压分布曲线，将计算结果与测量结果比较，获得有效参数；三、将有效参数代入非线性声传播模型，计算R₂₁，再改变P₀，计算不同P₀对应的R₂₁，得R₂₁与P₀的关系曲线；四、对球壳换能器施加激励，测量焦点波形，计算得R₂₁′，插值得到R₂₁′对应的P₀′；五、将P₀′带入非线性声传播模型，得到非线性声场分布。本发明有效解决了水听器在测量强非线性声场带宽不足的问题，使用相对值R₂₁作为判断依据，消除了水听器灵敏度不高带来的测量隐患。

主权项

一种测量强聚焦超声非线性声场分布的方法，其测量步骤为：步骤一、在线性声场条件下，测量球壳换能器轴向以及该球壳换能器焦平面径向的声压，获得球壳换能器轴向及其焦平面径向的声压分布曲线；步骤二、根据瑞利积分计算球壳换能器轴向及该球壳换能器焦平面径向的声压分布曲线，将计算结果与步骤一获得的测量结果相比较，调节球壳换能器的张口半径a和几何焦距d，使得计算获得的球壳换能器轴向及其焦平面径向声压分布曲线与步骤一的测量结果相吻合，获得球壳换能器有效参数a和d；步骤三、将步骤二获得的有效参数代入非线性声传播模型，计算焦点的二次谐波与基波的比值R₂₁，再改变球壳换能器表面声压幅值P₀，计算不同表面声压幅值P₀对应的R₂₁，得R₂₁与P₀的关系曲线；步骤四、对球壳换能器施加单频电信号激励，测量焦点波形，对该焦点波形进行傅里叶变换，计算得R₂₁′，根据步骤三得到的R₂₁与P₀的关系曲线进行插值，得到R₂₁′对应的球壳换能器表面声压P₀′；步骤五、将步骤四获得的表面声压P₀′带入步骤三所述的非线性声传播模型，计算得到步骤四施加的电信号激励对应的非线性声场分布。