[发明专利]基于红外测温的高强度聚焦超声声场测量方法

权利要求书

1.一种基于红外测温的高强度聚焦超声声场测量方法，其特征在于，通过使用红外测温法测量置于超声声场内的超声吸收物表面温度分布，实现测量超声声场分布，具体包括以下步骤：

第一步，通过校准过的水听器测量聚焦超声声源在焦点位置的声强值；

第二步，在水听器和超声声源之间放置超声吸收物，水听器再次测量聚焦超声声源在经过超声吸收物后的声强值，将第二步中获得的声强值与第一步获得的声强值进行比较，得到超声吸收物对超声声源的衰减物理量值；

第三步，将超声吸收物的上表面平移至焦平面位置，通过红外测温仪测量超声吸收物在聚焦超声声源设定时间照射后在表面形成的温升，通过计算求取表面温升的最大温升率，并将这个温升率与第二步中获得的声强值进行运算得到超声吸收物的声热参数综合特征值；

第四步，将超声吸收物在超声声场范围内沿着声束轴的方向平行移动，通过使用红外测温仪测量在不同位置下超声吸收物表面的温升求取对应的最大温升率，将此最大温升率与第二步得到的衰减物理量值和第三步得到的声热参数综合特征值进行运算得到相对应不同位置的声强值。

2.根据权利要求1所述的一种基于红外测温的高强度聚焦超声声场测量方法，其特征在于，所述的超声吸收物与水听器之间距离为1～5mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于红外测温的高强度聚焦超声声场测量方法，其特征在于，所述的超声吸收物对超声声源的衰减物理量值计算如下：F_Amplify＝1/F_Attenuation＝I₀/I₁，其中F_Attenuation为超声吸收物对超声声源的衰减物理量值，F_Amplify为F_Attenuation的倒数，I₀和I₁分别为第一步和第二步测量到的焦点位置声强值。

4.根据权利要求1所述的一种基于红外测温的高强度聚焦超声声场测量方法，其特征在于，所述的最大温升率的计算如下：TCR0_max＝max(ΔT₀/Δt)，TCR1_max＝max(ΔT₁/Δt)，其中，TCR0_max是低驱动电压下得到的超声吸收物表面的最大温升率，用于求取超声吸收物声热参数综合特征值；TCR1_max是高驱动电压下得到的超声吸收物表面的最大温升率，用于求取超声声场中对应水平面的超声声强值；Δt为间隔时间；ΔT₀为在低驱动电压下超声吸收物表面在间隔时间内的温度变化；ΔT₁为高驱动电压下超声吸收物表面在间隔时间内的温度变化。

5.根据权利要求1所述的一种基于红外测温的高强度聚焦超声声场测量方法，其特征在于，所述的声热参数综合特征值的计算如下：M_Transform＝I₁/TCR0_max，其中M_Transform为表征超声吸收物的声热参数综合特征值，I₁为测量第二步测量到的焦点位置声强值，TCR0_max是低驱动电压下得到的超声吸收物表面的最大温升率。

6.根据权利要求1所述的一种基于红外测温的高强度聚焦超声声场测量方法，其特征在于，所述的将此最大温升率与第二步得到的衰减物理量值和第三步得到的声热参数综合特征值进行运算具体为：I_Estimate＝F_Amptify×M_Transform×TCR1_max，其中I_Estimate为超声声场声强值；F_Amplify为表征超声吸收物对超声声源的衰减物理量；M_Transform为表征超声吸收物的声热参数综合特征值；TCR1_max是高驱动电压下得到的超声吸收物表面的最大温升率。