[发明专利]一种圆形换能器空间脉冲响应的快速确定方法

摘要

本发明公开了一种圆形换能器空间脉冲响应的快速确定方法，包括步骤：一、在数据处理器上输入圆形换能器的直径和需确定空间脉冲响应的空间点的坐标；二、首先，数据处理器根据圆形换能器的直径，对应找到存储在其中的直径为的圆形换能器平面上点的空间脉冲响应表；然后，数据处理器计算空间点在圆形换能器平面上的投影点的空间脉冲响应的编号，并根据编号查找得到空间点在圆形换能器平面上的投影点的空间脉冲响应；三、采用线性插值算法对空间点在圆形换能器平面上的投影点的空间脉冲响应进行插值运算，得到空间点的空间脉冲响应。本发明方法步骤简单，圆形换能器空间脉冲响应确定的精度和效率高，可扩展型号，实用性强，便于推广使用。

主权项

一种圆形换能器空间脉冲响应的快速确定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、在数据处理器上输入圆形换能器的直径D和圆形换能器辐射范围内需确定空间脉冲响应的空间点P的坐标(x,y,z)；步骤二、首先，数据处理器根据圆形换能器的直径D，对应找到存储在其中的直径为D的圆形换能器平面上点的空间脉冲响应表；然后，数据处理器根据公式计算得到空间点P在圆形换能器平面上的投影点的空间脉冲响应的编号j，并根据编号j查找得到空间点P在圆形换能器平面上的投影点P′(x,y,0)的空间脉冲响应h(0,y,0,t)；其中，s为取点空间步长，s的取值为0.05mm～1mm且为正整数；t为时间；其中，直径为D的圆形换能器平面上点的空间脉冲响应表为圆形换能器平面上点的编号与圆形换能器平面上点的空间脉冲响应的对应关系表，其获得方法如下：步骤201、参数设置：在数据处理器上输入圆形换能器的直径D、取点空间步长s和超声波在介质中的声速c；步骤202、首先，以圆形换能器的中心为原点，建立空间直角坐标系；然后，以空间直角坐标系的原点为起点，以取点空间步长s为间隔，在空间直角坐标系y轴上取n个点，将n个点从起点开始依次编号为1～n的自然数，并以采样频率f₁计算n个点的空间脉冲响应h₁、h₂、…、h_n；其中，4D≤ns≤6D，f₁的取值为500MHz～2500MHz，j的取值为1～n的自然数；步骤203、将n个点的编号与n个点的空间脉冲响应h₁、h₂、…、h_n一一对应进行存储，形成圆形换能器平面上点的编号与圆形换能器平面上点的空间脉冲响应的对应关系表；步骤三、采用线性插值算法以插值频率f₂对P′(x,y,0)的空间脉冲响应h(0,y,0,t)进行插值运算，得到空间点P(x,y,z)的空间脉冲响应h(x,y,z,t)，具体过程为：步骤301、获取h(x,y,z,t)在h(0,y,0,t)中的索引号其中，m＝1,2,…,M，M为h(x,y,z,t)的长度，且f₂的取值为300MHz～1000MHz且步骤302、采用公式ind(t)＝int(i(t))将i(t)整数化为ind(t)；步骤303、从投影点P′(x,y,0)的空间脉冲响应h(0,y,0,t)中找到索引号为ind(t)的空间脉冲响应h(0,i+1,0,ind(t)/f₁)和索引号为ind(t)+1的空间脉冲响应h(0,i+1,0,(ind(t)+1)/f₁)；步骤304、采用公式h(x,y,z,t)＝(i(t)‑ind(t))h(0,i+1,0,(ind(t)+1)/f₁)+(ind(t)+1‑i(t))h(0,i+1,0,ind(t)/f₁)进行插值运算，获取空间点P(x,y,z)的空间脉冲响应h(x,y,z,t)。