[发明专利]一种基于磁声电原理的便携式电导率检测设备

权利要求书

1.一种基于磁声电原理的便携式电导率检测设备，其特征在于：所述的检测设备包括磁声电实验平台、控制及信号处理电路，以及成像系统；磁声电实验平台的输出端连接控制及信号处理电路的输入端，控制及信号处理电路的输出端连接成像系统的输入端；所述的磁声电实验平台利用小磁块产生y方向的磁场，与目标体直接接触的超声换能器在磁场和超声的作用下在目标体中产生电磁信号，通过控制及信号处理电路移动小磁块和超声换能器，采集电磁信号，并将采集得到的电磁信号传递至成像系统，实现目标体三维电导率图像的显示。

2.如权利要求1所述的基于磁声电原理的便携式电导率检测设备，其特征在于：所述的磁声电实验平台由步进电机(A1)、超声换能器(A4)、超声驱动激励源(A3)、检测探头(A5)、目标体(A9)及固定支架(A2)组成；步进电机(A1)、超声换能器(A4)、检测探头(A5)和目标体(A9)由固定支架(A2)支撑；超声驱动激励源(A3)、超声换能器(A4)、检测探头(A5)和目标体(A9)位于步进电机(A1)的下方，目标体(A9)紧贴检测探头(A5)；超声驱动激励源(A3)和超声换能器(A4)与检测探头(A5)相互垂直放置，超声换能器(A4)和超声驱动激励源(A3)的轴向为x方向，检测探头(A5)的轴向为y方向；两个步进电机(A1)分别与超声换能器(A4)和检测探头(A5)连接，步进电机(A1)的运动带动超声换能器(A4)和检测探头(A5)的移动；控制及信号处理电路(A6)中的步进电机控制系统控制两个步进电机(A1)的移动；检测探头(A5)由静磁场产生装置和检测装置组成；静磁场产生装置为一个小磁体，小磁体紧贴在目标体(A9)上，在目标体(A9)中产生静磁场；检测装置是一个小线圈，小线圈紧贴在小磁体上，利用单个小线圈实现近似点的测量；超声激励源(A3)包括信号发生器和功率放大器，信号发生器的输出端有两个端口，一个输出端口接功率放大器的输入端，功率放大器的输出端接超声换能器(A4)；信号发生器的另一个输出端口接控制及信号处理电路的同步信号控制系统的输入端，超声换能器(A4)在超声换能器激励源(A3)的作用下在目标体(A9)中产生超声振动。

3.如权利要求1所述的基于磁声电原理的便携式电导率检测设备，其特征在于：所述的控制及信号处理电路(A6)由同步信号控制系统、信号采集系统和步进电机控制系统组成；同步信号控制系统的输出端接信号采集系统的输入端，信号采集系统的输出端接信号处理模块的输入端；磁声电实验平台的输入端连接控制及信号处理电路的同步信号控制系统的输出端，磁声电实验平台的输出端连接控制及信号处理电路的信号采集系统的输入端；步进电机控制系统的一个输出端连接控制检测探头的步进电机的输入端，通过步进电机控制检测探头的运动，步进电机控制系统的另一个输出端口接控制超声换能器的步进电机的输入端，通过步进电机控制超声换能器的运动。

4.如权利要求3所述的基于磁声电原理的便携式电导率检测设备，其特征在于：所述的同步信号控制系统由信号发生器组成，同步信号控制系统的一个输出端口连接信号采集系统的输入端，同步信号控制系统的另一个端口连接超声换能器的输入端，实现对超声换能器激励源和信号采集系统的同步和控制；所述的信号采集系统包括功率放大电路，滤波电路及数据采集卡；功率放大电路的输入端连接磁声电实验平台的输出端，功率放大电路的输出端接滤波电路的输入端，滤波电路的输出端接数据采集卡的输入端；数据采集卡的一个输入端接滤波电路的输出端，数据采集卡的另一个输入端口连接同步信号控制采集系统的输出端，数据采集卡的输出端连接成像系统的信号处理模块的输入端。

5.如权利要求1所述的基于磁声电原理的便携式电导率检测设备，其特征在于：所述的成像系统由信号处理模块(A7)和成像处理模块(A8)组成；信号处理模块(A7)的输入端接数据采集卡的输出端，信号处理模块(A7)的输出端与成像处理模块(A8)的输入端相连；信号处理模块(A7)采用三维电导率重建算法对采集到的目标体(A9)的电磁信号进行处理，实现目标体(A9)三维电导率的重建，成像处理模块(A8)显示目标体的电导率图像。

6.如权利要求1所述的基于磁声电原理的便携式电导率检测设备，其特征在于：所述的超声换能器(A4)在超声驱动激励源(A3)的作用下产生x方向的超声振动，目标体(A9)在超声换能器(A4)产生的x方向的超声振动和检测探头(A5)中小磁块产生的y方向的磁场的作用下产生z方向的洛伦兹力，洛伦兹力使得目标体(A9)中产生动生源电场，从而在目标体(A9)内产生随超声传播而变化的磁场分布；磁声电实验平台的检测探头(A5)检测此电磁信号；控制及信号处理电路(A6)的步进电机控制系统控制步进电机(A1)的运动，实现检测探头(A5)在x方向和z方向的移动，以及超声换能器(A4)在y方向和z方向的移动；控制及信号处理电路(A6)采集目标体(A9)的电磁信号的三维数据，采集到的电磁信号输出至信号处理模块(A7)处理，通过成像处理模块(A8)最终实现目标体三维电导率的图像显示。