一种用于评估超声波环状分相阵列传感器元件灵敏度变化的实用方法

科学领域:

• 超声波传感器技术 超声波传感器技术
• 声学工程 声学工程
• 医学成像物理学 医学成像物理学

背景情况:

• 环形相位数组传感器具有独特的几何特征 (环形元素,同心配置),导致与线性数组的不同行为.
• 对于线性数组的标准灵敏度评估技术在应用到环状数组时会产生重大错误,特别是在元素对元素差异方面.
• 精确的元件灵敏度评估对于环形相阵列传感器的可靠性能至关重要.

研究的目的:

• 为了研究和准确评估环形相阵式传感器中元素对元素灵敏度的一致性.
• 开发和验证一种经过修改的灵敏度评估算法,该算法可以解释环状数组元素的独特几何结构.
• 为了在实际应用中提高环形相位阵列传感器测量的可靠性.

主要方法:

• 开发了一个使用雷利积分的长带源假设模型,以分析地描述环形元素响应.
• 通过数值模拟验证了理论模型,证实了响应幅度和元素辐射宽度之间的线性相关性.
• 提出并应用了修改后的灵敏度评估算法,使用响应电压每单位宽度来规范几何变化.

主要成果:

• 修改后的算法显著降低了32元环状阵列传感器的最大测量灵敏度变化,从25dB降至6dB.
• 结果显示了传感器元件的内在灵敏度一致性,克服了几何差异.
• 核心元素的独特几何结构使其无法用当前的方法进行评估,因此需要单独考虑.

结论:

• 拟议的算法可以更准确地评估环形相位阵列传感器的灵敏度一致性.
• 纠正几何变化对于这些独特的传感器类型的可靠灵敏度评估至关重要.
• 这种方法提高了测量可靠性,有助于提高环形相位阵列传感器的性能和应用.