基于回波能量的HIFU治疗区声阻抗测量方法

在高强度聚焦超声(HIFU)治疗过程中,组织声阻抗对于超声成像、表征组织特性具有重要意义.治疗区域一般位于组织内部,难以直接测出其声阻抗.本文通过建立离体猪肉组织模型,模拟超声信号在组织中的传播路径,推导出声阻抗与回波信号能量差的数学关系并应用于HIFU治疗区声阻抗的测量.为验证该方法的有效性,将上述测量的声阻抗与利用水浴锅直接测量的组织声阻抗值进行对比.实验结果表明:利用回波能量差测得的治疗区组织声阻抗与直接测量法测得的同一温度下组织声阻抗值相差较小,相对误差控制在0.5%以内,且两者随温度变化趋势表现出良好的一致性,即都随温度升高呈非线性增加趋势.     

国外噪声与振动控制文摘

脉冲声源系放电装置,利用聚丙烯为绝缘材料被固定在直径9mm的铜管一端,每2s产生一个脉冲平面声波.管的另一端安装待测的试件.在计算中,实际上只要算出反射波谱同入射波谱的比值——复反射系数便可,其它参数均已知,诸如空气的特性阻抗和管径.测定中必须考虑到管中声的传播损失,实验表明此量在高频段尤为显著.利用棉纱和厚棉绒进行的三组实验所得的表面声阻抗特性,表明测定的结果是良好的.在测定中,通过平面波获得材料的声阻抗,由试件产生的部分反射波可利用时间窗加以切除,并利用FFT技术算出表面声阻抗特性.     

多孔纤维材料对飞机壁板结构隔声性能的影响分析

多孔纤维材料被大面积铺设于飞机舱段壁板,是飞机舱体结构保温和降噪的常用材料。为了快速预计飞机壁板铺设多孔纤维材料后的隔声特性,以理想声阻抗管条件下的均匀板隔声测试结果为依据,基于Johnson-Champoux-Allard多孔材料等效流体模型,建立包含多孔纤维材料层的均匀板结构的三维有限元计算模型,用以探究所铺设多孔纤维材料层的厚度、与板结构的安装距离以及压缩量等参数对均匀板隔声量的影响机理。进而在混响室-全消声室条件下,采用声强法测试有限尺寸的飞机壁板模型的隔声量,验证了基于声阻抗管获得的多孔纤维材料参数对背板隔声量的影响可以用于快速预估飞机壁板铺设多孔纤维材料后的隔声特性,并阐述声阻抗管小样结果与飞机壁板大样结果之间的关系。     

线列阵管中校准法的基本原理和计算机模拟

阐述了拖曳线列阵管中校准法的基本原理.并在计算机上进行了模拟.这种校准方法是以一组电流值驱动分布于管中的一组发射换能器,在管中产生以任意角度入射的自由场平面波,从而测出拖曳线列阵自由场灵敏度和指向性.模拟结果表明,只要发射换能器和监测器布放合理.就能在管中模拟生成在一定范围内起伏的平面波场,指向性的模拟结果证明了这种校准方法的可行性.     

有限长均匀截面声波导管的等效T型网络

1引言 声波导主要是指约束声波并把它导向特定的路径进行传播,如引导空气声传播的管道,表面声波材料的表面隆起等等,类似通讯领域里的波导引导电磁波.在声学测量技术领域里常常要用到声波导管[1,2],均匀截面声波导管的主要优点之一在于当声波频率低于管的截止频率时能够获得良好的没有几何衰减的平面声波,所以在声学测量技术中获得了广泛应用.但在一般文献中仅仅讨论了无限长声波导管中的声场及声传播问题,而对有限长声波导管中的声场分析也通常是在假定管中声衰减量较大或驻波比较小时近似当作无限长声波导管来处理[3].且在对声波导管的输入阻抗进行分析时过程一般比较复杂.本文依据电传输线理论与声电类比原理导出了有限长圆柱形声波导管的电传输线类比等效网络及阻抗转移公式,因而可以通过等效网络分析法来研究声波导管中或管端声阻抗以及与其他电声器件连接时声阻抗的匹配问题,从而使得分析方法更为简便,具有理论和实际意义.     

空腔声质量对双层微穿孔板计算影响的研究

微穿孔板吸声结构的声阻抗由微孔的声阻抗和空腔的声阻抗两部分组成,而空腔的声阻抗涉及双曲余切函数的计算.对该函数采用近似计算只适用于空腔距离比较短,频率比较低的情况.通过对双曲余切函数进行泰勒展开,研究空腔的声质量和声顺,获得双层微穿孔板吸声结构的等效电路图.其中第一空腔的声质量与微孔的声质量是串联的.由此进行双层微穿孔板的计算,提高计算精度,并通过实验进行验证.     

具有流动和侧向Helmholtz共振器的驻波管内声场实验研究

前言 对具有侧向Helmholtz共振器和流动的驻波管内声场作了理论分析[1],提出了有流动驻波管和Helmholtz共振器连接处的间断条件,Helmholtz共振器声阻抗计算公式以及驻波管末端反射条件,为了实验验证,首先要设计和建立具有侧向Helmholtz共振器和流动的驻波管声场研究的实验装置.需要实验验证,而且还有二个需要实验待定的系数,即末端修正系数δ,和等效半径系数Cr.本文的主要工作是利用建立的装置,实验验证关于有流动和侧向Helmholtz共振器的驻波管声场所作的理论分析,并实验确定末端修正系数和等效半径系数,最后讨论了流动对于Helmholtz共振器性能以及驻波管声场的影响.     

考虑微穿孔管消声器结构参数的共振频率预估模型

引入微穿孔板声阻抗理论模型,通过微穿孔管消声器传声损失测试验证基于该模型的传声损失数值计算方法的正确性。利用数值方法计算微穿孔管消声器传声损失获得共振频率。单因素法分析穿孔段长度、穿孔率、穿孔直径和空气腔厚度等结构参数变化对共振频率影响发现,穿孔段长度及空气腔厚度对共振频率影响显著。利用均匀设计结合回归分析法所得共振频率预估模型,能直接反映微穿孔管消声器共振频率与结构参数之关系,对微穿孔管消声器优化设计具有指导意义。     

基于PVDF薄膜的智能材料回声控制实现

提出了用高分子压电材料——PVDF薄膜作为激励声源，将其内嵌于基体材料聚氨酯橡胶中制成具有特殊功能的消声材料。通过声时延的方法，用布置在消声样件前方的两传声器检测出平面入射声波和反射声波，利用压电材料PVDF薄膜的逆压电性能，对其施加具有一定幅值和相位的电压，实现样件材料的声阻抗和介质声阻抗的匹配，以使得反射声波达到最小或零，从而实现回声控制的目的。最后对不同频率的入射声波进行了基于声阻抗管的回声控制实验测试并对结果进行了分析。     

金属材料声发射信号传播的声阻抗特性研究

金属材料声发射信号的传播特性是研究声发射技术的重要基础,声阻抗是表征金属材料动态特性的重要物理量,用声阻抗研究声发射信号传播特性,将有助于声发射信号在损伤检测中的应用。在综述金属材料声阻抗实测估计研究的基础上,提出了估计金属材料声发射信号声阻抗的方法,探讨了金属材料在经受荷载并卸载后以断铅声发射信号估计其声阻抗的方法。数值模拟和实验数据分析表明,通过断铅声发射可以估计材料经受荷载的声阻抗变化,金属材料声发射信号声阻抗估计值可以较好的表征声发射信号的传播特性,甚至还可能对材料经受荷载情况进行声阻抗成像,可能成为材料内部损伤检测的新方向。