[发明专利]一种基于极坐标的超声成像系统及圆形阵列面阵探头

权利要求书

1.一种基于极坐标的超声成像系统，其特征在于，包括：圆形阵列面阵探头以及数据处理终端；所述圆形阵列面阵探头的振元晶面为圆形，且所述振元晶面上分布有若干圆形振元晶片，各所述圆形振元晶片的圆心，分布在以所述振元晶面的中心点为原点的若干圆周上；所述同一圆周上的振元晶片相切连接；

所述圆形阵列面阵探头，用于对待测圆柱形工件进行探测，生成探测数据并将所述探测数据传输至所述数据处理终端；

所述数据处理终端，用于接收所述探测数据并根据所述探测数据以及预设的极坐标系计算所述待测圆柱形工件成像区域中各焦点的极坐标，继而根据各所述焦点的极坐标生成所述待测圆柱形工件成像区域的全聚焦图像；其中，所述预设极坐标系以所述圆形阵列面阵探头的中心点为极点进行构建。

2.如权利要求1所述的基于极坐标的超声成像系统，其特征在于，所述根据各所述焦点的极坐标生成所述待测圆柱形工件成像区域的全聚焦图像,具体包括：

根据各所述焦点的极坐标计算在每一所述圆形振元晶片下，各所述焦点对应的超声波穿越时长；

根据每一所述圆形振元晶片下，各所述焦点对应的超声波穿越时长，计算各所述焦点的声场能量总值；

根据所有所述焦点的声场能量总值，生成所述待测圆柱形工件成像区域的全聚焦图像。

3.如权利要求2所述的基于极坐标的超声成像系统，其特征在于，通过以下方式计算一所述焦点在一所述圆形振元晶片下的超声波穿越时长：

计算所述圆形振元晶片的圆心与第一穿越点之间的距离，生成第一距离；其中，所述第一穿越点为所述圆形振元晶片对应的入射波，穿越楔块进入待测圆柱形工件时的穿越点；

计算所述第一穿越点与所述焦点之间的距离，生成第二距离；

根据所述第一距离以及入射波在所述楔块的传播速度计算所述入射波从所述圆形振元晶片的圆心至所述第一穿越点的第一时长；根据所述第二距离以及入射波在所述待测圆柱形工件的传播速度，计算所述入射波从所述第一穿越点至所述焦点的第二时长；根据所述第二距离以及反射波在所述待测圆柱形工件的传播速度，计算所述反射波从所述焦点至所述第一穿越点的第三时长；根据所述第一距离以及所述反射波在所述楔块的传播速度计算所述反射波从所述第一穿越点至所述圆形振元晶片的圆心的第四时长；根据所述第一时长、所述第二时长、所述第三时长以及所述第四时长计算所述焦点在所述圆形振元晶片下的超声波穿越时长。

4.如权利要求2所述的基于极坐标的超声成像系统，其特征在于，所述根据每一所述圆形振元晶片下，各所述焦点对应的超声波穿越时长，计算各所述焦点的声场能量总值，具体包括：

根据每一所述圆形振元晶片下，各所述焦点对应的超声波穿越时长，获得在每一所述圆形振元晶片下各所述焦点的声场能量值，继而将所有所述圆形振元晶片的各所述焦点的声场能量值对应相加，生成各所述焦点的声场能量总值。