[发明专利]一种超声检测与成像方法及其系统

说明书

本发明涉及一种超声检测与成像方法及其系统，该方法包括：超声换能器各阵元向待检区域各预设焦点依次发射两个脉冲；控制超声换能器各阵元向预设焦点发射两个脉冲之间的时间差，使第一个脉冲激发的横波和第二个脉冲激发的纵波同时到达预设焦点；以及控制超声换能器各阵元发射的第一个脉冲的时间延迟，使超声换能器各阵元发射的第一个脉冲激发的横波同时到达预设焦点，进而实现纵波和横波在预设焦点处同时聚焦；改变待检区域内预设焦点的位置，当待检区域内所有预设焦点聚焦后，则完成多波聚焦声束对待检区域的扫描过程；根据超声换能器各阵元依次接收到来自缺陷的回波信号得到待检区域的各预设焦点的检测信号，再将检测信号进行成像处理。

技术领域

本发明涉及超声检测与成像技术领域，尤其涉及一种超声检测与成像方法及其系统。

背景技术

近年来，超声检测与成像取得了快速发展，相关仪器和设备已应用到超声检测的各个领域。然而，目前的超声成像检测设备和仪器几乎都只利用了介质中某一种类型的声波信息(如纵波或横波)进行聚焦和成像处理，即使是利用多种类型的声波进行成像，但也只是分别利用不同声波进行处理，不能同时利用多种波型进行聚焦与成像。利用一种声波信息进行聚焦与成像，检测信号的信噪比难以有较大程度的提高，对于细微缺陷的检测，或者在复杂结构中，利用单一波型的超声成像检测遇到了严重困难。

发明内容

本发明的目的，是为了克服现有技术超声成像检测设备和仪器存在的上述技术问题，提供了一种超声检测与成像方法及其系统。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种超声检测与成像方法。该方法包括：

由超声换能器各阵元向待检区域的各预设焦点依次发射两个脉冲；其中，所述脉冲用于激发横波或纵波；通过控制超声换能器各阵元向预设焦点发射两个脉冲之间的时间差，使得第一个脉冲激发的横波和第二个脉冲激发的纵波同时到达预设焦点；以及控制超声换能器各阵元发射的第一个脉冲的时间延迟，使得超声换能器各阵元发射的第一个脉冲激发的横波同时到达预设焦点，从而使得纵波和横波在预设焦点处实现同时聚焦；改变待检区域内预设焦点的位置，当待检区域内的所有预设焦点进行聚焦后，则完成多波聚焦声束对待检区域的扫描过程；根据超声换能器各阵元依次接收到来自缺陷的回波信号得到待检区域各预设焦点的检测信号，再将检测信号进行成像处理。

优选地，上述成像处理步骤，包括：将超声换能器各阵元依次接收到来自缺陷的回波信号按照纵波时延叠加得到第一时间序列信号；以及将超声换能器各阵元依次接收到来自缺陷的回波信号按照横波时延叠加得到第二时间序列信号；将第一时间序列信号和第二时间序列信号，按照预定的延时规则进行叠加合成第三时间序列信号；将第三时间序列信号进行成像处理，得到待检区域的检测图像。

优选地，上述预定的延时规则是指按照纵波和横波从预设焦点传播到超声换能器阵元的时间差得到，按照预定的延时规则进行叠加得到的第三时间序列信号为预设焦点的检测信号。

优选地，成像处理通过第三时间序列信号的幅度来实现。

优选地，超声换能器各阵元向预设焦点发射两个脉冲之间的时间差，通过以下公式计算：

其中为第i个阵元发射的两个脉冲之间的时间差，r_i为第i阵元到聚焦点P之间的距离，c_p为介质中的纵波速度，c_s为介质中的横波速度。

优选地，超声换能器各阵元发射的第一个脉冲的时间延迟，通过以下公式计算：

其中为第i个阵元发射第一个脉冲的时间延迟，r₁为第1个阵元到焦点之间的距离。