声透镜聚焦相控阵换能器的波束特性研究

声透镜聚焦相控阵换能器的波束特性研究

论文摘要

聚焦声透镜可以使平面换能器获得与球面自聚焦换能器几乎一样的聚焦效果,但对于平面阵列换能器而言,能否利用聚焦声透镜来增强相控聚焦的效果尚待研究。首先基于声透镜聚焦阵列换能器的几何结构,并利用数值计算和有限元仿真的方法,获得了相控条件下声透镜聚焦阵列换能器的辐射声场。其次,利用FPGA相控发射系统激励32(8×4)阵元声透镜聚焦阵列换能器,并采用探针水听器扫描法,获得了各偏转条件下换能器的相控辐射声场,测试结果与仿真计算的结果基本一致。理论计算与实验结果都表明,利用聚焦声透镜可以使平面阵列换能器获得较好的聚焦波束,在一定范围内主瓣可有效偏转、旁瓣较小;但超出该范围则会出现旁瓣变强、散焦等问题。从加工工艺、制造成本方面考虑,声透镜聚焦阵列换能器可以用于小范围内的无损检测,以及人体的局部超声治疗。

论文目录

  • 1 理论与仿真
  •   1.1 换能器的结构设计
  •   1.2 声透镜聚焦声场计算
  •   1.3 超声相控聚焦原理
  •   1.4 换能器相控聚焦偏转仿真
  • 2 实验研究
  •   2.1 实验系统及过程
  •   2.2 实验结果与分析
  • 3 结束语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 於炜力,曹永刚,郑慧峰,王月兵

    关键词: 声透镜聚焦,波束特性,相控阵

    来源: 传感技术学报 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

    专业: 工业通用技术及设备

    单位: 中国计量大学计量测试工程学院

    基金: 国家重点研发项目(2018YFC0114902,2016YFF0201006),浙江省大学生科研创新计划项目(2019R409042)

    分类号: TB552

    页码: 991-995

    总页数: 5

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