红外热成像聚焦超声声场测量方法综述

基于红外热成像技术对聚焦超声声场进行快速、定量测量的方法具有扫描速度快、空间分辨率高、适用频率范围广等优点。但是由于红外线的穿透能力限制,在红外摄像仪和超声吸收体之间需要一个空气层,因此使得超声吸收体内部声场较为复杂,目前已有三种模型对此进行描述,且都得到了相应的实验验证。本文通过分析基于三种模型的超声吸收体内部声场分布和声强估计方法,对其进行了较为详细的描述。为进一步研究该项技术提供了理论参考依据。     

点聚焦超声辐照下液体中的声场和声化学场分布

通过数值模拟和实验分别研究了点聚焦超声换能器在液体中直接辐照和间接辐照时产生的声场和声化学场分布。研究结果表明,在直接辐照时,数值模拟得到的液体中声压较大位置与声化学反应场位置相一致:在聚焦超声焦点处及液体表面附近。当使用间接辐照时,焦点处声压减小,在试管底与超声换能器之间形成驻波。为了增加间接辐照时容器内的声压,实验使用底端贴有薄膜的双通试管,通过计算机模拟和实验证明在该情况下,容器内声压,特别是容器焦点处声压和声化学反应场有所增强。     

开口凹球面聚焦声场分析

高强度聚焦超声（HIFU）治疗局部肿瘤存在聚焦换能器和定位探头同时旋转的问题，考虑到实际工程中必须考虑B超探头的放置对聚焦声场的影响。文章就此进行了研究。结果表明：开口的凹球面会降低焦区声压幅度。随着开孔半径的变大。焦区声压呈下降的趋势，焦区越长，越不利于聚焦；随着开孔位置距轴线的距离变大。焦区声压呈下降的趋势，而焦区的位置变化不大，文章同时对相应的温度场也进行了相关的分析。     

水声聚焦相控阵列及其声场特性研究

针对超空泡鱼雷的流体动力受空泡包络形态强烈约束的特点,研究了一种用于扰乱其空化包络的水声聚焦相控阵列。首先讨论了水声聚焦相控阵列的设计要求,推导了凸球面相控阵换能器的声场传播公式,然后利用基于伪逆矩阵的声场合成算法对阵列的聚焦性能进行仿真,结果显示,在相同的阵列发射面积下,采用波束宽度较大的小阵元,可以相对提高声焦点处的压强和扩大有效聚焦区域,而阵列孔径对有效聚焦区域的影响较小,并给出了多焦点控制模式可能的应用。最后,用Logvinovich空泡截面独立扩张原理初步分析了强声波对抗超空泡鱼雷的作用机理。     

纹影法在超声场成像中的应用

纹影法成像系统具有分辨率高、成像速度快等特点,可以实现稳态声场分布以及声波传播的瞬态过程快速成像。将纹影法应用于瞬态声传播特性以及声子晶体声场的成像研究。在瞬态成像时,记录了单脉冲辐照固体表面产生的泄漏瑞利波和泄漏纵波的传播过程,并且与仿真结果进行比较,两者的泄漏波辐射角较一致。在声子晶体声场的成像中,通过改变入射频率,观察到了声子晶体在其工作频率时背表面的稳态声场,为其俘获颗粒能力的研究与分析提供了直观的实验依据。     

基于经验模态分解的聚焦超声非线性声场检测

为精确检测聚焦超声声场中的谐波成分并得到谐波分布规律,开展了对聚焦超声非线性声场检测的研究,提出基于经验模态分解的聚焦超声谐波检测方法。首先对声场信号进行经验模态分解;然后利用噪声判断准则判断出固有模态函数（IMF）中的噪声分量,滤除噪声分量后将剩余的IMF分量予以重新组合;最后对新信号进行傅里叶变换,得到各次谐波的幅值。结果表明:它能较好地抑制噪声,相比于传统的检测方法可获得更平滑的谐波分布;该方法对开展谐波成像、医学超声检测具有重要意义。     

声透镜聚焦声场的有限元仿真

采用有限元软件对物理模型进行仿真,得到声透镜辐射聚焦声场的焦距,并与实测结果进行比较,显示两者吻合较好。     

小球散射超声脉冲声场的指向性

基于对小球散射单频连续声场的研究,利用傅立叶变换对换能器激发的小球散射的脉冲声场进行分析,推导了小球散射脉冲声场的指向性函数计算公式,并计算了指向性函数值。与实验结果对比表明,在换能器中心频率较低、刚性小球半径较小的情况下,所推导的计算公式是可靠的。     

凹球面聚焦脉冲声场特征的分析

本文利用传递函数的概念导出了凹球面聚焦脉冲声场的简洁表达式 ,据此研究了源脉冲持续时间对声场分布的影响     

活塞聚焦换能器的二次谐波声场

1　引　言　　研究聚焦换能器的非线性声场是非线性声学中受到关注的问题。这是由于聚焦活塞换能器在焦点附近能产生很强的非线性且圆型活塞聚焦换能器由于能有效地提高分辨率而被广泛应用于超声医学诊断及超声显微镜。对于有限振幅的活塞聚焦声场 ,分析时必须同时考虑衍射效应和非线性波型畸变效应 ,因此在数学分析上相当复杂 ,Lucas等人 [1] 在Parabloic近似下 ,导出了活塞聚焦换能器的基波 ,二次谐波积分型式的解 ,尽管这种解的形式是解析的 ,但由于解的形式是多重积分 ,对于实际的声场分析计算不够方便。由于高斯函数的积分具有相对简…     

聚焦超声清洗机的仿真设计与实验研究

目前,超声清洗机通常是将一组换能器排布于平面式清洗槽底部,但用此方法会形成驻波现象,不利于超声清洗。文章提出了一种球面式聚焦超声清洗的方法,与普通超声清洗相比,该方法提高了超声清洗的效率。文章采用有限元COMSOL Multiphysics软件对清洗机内声场进行分析,得到三维模型内声压的分布情况;研制了聚焦超声清洗机,并通过薄膜腐蚀实验验证了清洗机内的声压分布情况;通过对比试验发现,聚焦超声清洗油污的速度比普通超声清洗提高了77.27%。通过薄膜腐蚀实验和超声清洗实验可知,聚焦超声清洗机内声场分布均匀,且声场内存在能量聚焦区域,清洗速率高于普通超声清洗机。     

数字聚焦超声反射CT成像初步研究

对于单元发，阵接收的模型，采用反射回波的包络作为投影，按滤波后投影算法（ＦＢＰ法）进行重建，得到物体内某一截面的重建像，然后调整接收阵的位置，获取多层截面的投影并重建成像，运用体绘制法（ＶｏｌｕｍｅＲｅｎｄｅｒｉｎｇＩｍａｇｉｎｇ）绘制了三维像，图像效果不好，分辨率不高，针对这一问题，文中应用了电子延迟方法处理接收信号，即对接收阵各阵元接收到的回波号依照散射点相对接收中阵的空间位置关系进行一定时间     

Techniques and physical properties of 10MHz short pulse focused ultrasonic transducer

A focused ultrasonic transducer used for biomedical purposes with a fundamental frequency of 10MHz and a pulse width of one and a half periods is described in this paper. Its physical properties are given including (1) focused acoustic field recorded by an optical means, (2) electric waveform for triggering the transducer and the corresponding waveform of the wave received by another transducer, and (3) result of tests on a sample object.     

10MHz短脉冲超声聚焦换能器的工艺及效果

文章报导了为生物医学研究用的聚焦换能器,可以在水中发出延续时间为一个半周期,主频为10MHz的超声脉冲。文中介绍了研制工艺,并给出换能器以下的物理特性：1．用光学法拍摄的换能器在水中的聚焦过程;2．激发换能器的电脉冲波形及接收电压的波形和幅值;3．对于试样的探测结果。     

B4 用染色法记录液体中大功率超声场的分布

利用染料在纸上染色可以方便，快速地记录液体中大功率超声场的分布，本文给出这一套验研究的结果，表明该方法在声化学和超声清洗等大功率超声液体处理应用中，对于测量空化强度的空间分布是一种实用，可取的方法。     

基于深度学习的超声成像技术研究现状

超声成像技术以其无损、无辐射、实时性好、成像深度深和检查费用低等优点,是目前临床医学最常应用的影像技术之一。随着医疗技术的日益发展,兼顾高帧率和高质量的超声成像已成为临床上的迫切需求。深度学习作为能快速提取信号特征的技术,近年来已经在超声成像领域展开多种应用研究并产生了较好的效果,具有很大的应用前景。文章总结了基于深度学习的超声成像技术现状,重点介绍了超声成像技术中常用深度学习架构,列举了深度学习技术在超声成像中的应用,最后总结了目前深度学习在训练以及实现临床应用中可能会遇到的挑战。     

网格对超声清洗槽内声场的影响

用网篮盛放待清洗工件是最常用的一种清洗方法,影响清洗效果的一个关键因素是清洗槽内的声场分布,而网篮的存在会影响超声清洗槽内声场的分布。从实用的角度研究了清洗网篮对超声清洗槽内声场的影响。在用驻波场理论对清洗槽内声场分布情况进行分析之后．实验上用水听器法和染色法分别测量了放人网格前后超声清洗槽内声场的分布特点。结果表明,当丝径远小于1／4波长时,网格的存在对声场分布的影响很小,只是引起声波传播能量不同程度的衰减。这项研究对使用清洗网篮的超声清洗具有一定的参考价值。     

B4用染色法记录液体中大功率超声场的分布

利用染料在纸上染色可以方便、快速地记录液体中大功率超声场的分布，本文给出了这一实验研究的结果，表明该方法在声化学和超声清洗等大功率超声液体处理应用中，对于测量空化强度的空间分布是一种实用、可取的方法