【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及声波成像设备，具体为一种手持便捷式声波成像仪。
技术介绍
1、声学成像是基于传声器阵列测量技术，通过测量一定空间内的声波到达各传声器的信号相位差异，依据相控阵原理确定声源的位置，测量声源的幅值，并以图像的方式显示声源在空间的分布，即取得空间声场分布云图－声像图，其中以图像的颜色和亮度代表强弱。
2、声学成像仪在户外勘测过程中，当需要检测距离较远的高空设备时，如高压电网或电车的受电弓时，因为距离的问题，检测出来的分布云图，有色区域在具体物体上呈现范围实则较大，当工人进行维修时，需要花费较长的时间去确定具体位置，如果带上成像仪上到高空维修，增加了施工工序，并不能够有效提高施工效率，并且在对大体积物体的扫描上，需要进行来回摆动改变方向进行扫描，才能完整的进行识别，在此过程中，因为手持设备的原因，并且受声波震动的影响，需要对设备进行稳固，避免抖动。
3、参照相控阵雷达，通过波的干涉原理，当天线同时发出同频率的电磁波时，在干涉作用下就会叠加起特定方向的指向性波束，如果单个天线在发射时，有相位差，这些同频率，方向相同的雷达波，就会在干涉作用下造成叠加波方向的偏转，这样就可在不转动雷达本身的情况下，改变波束方向扫描，声波成像仪也能够利用声波的干涉作用进行大范围的扫描，同时，相控阵利用波发射的特定时序，能够实现波的聚焦，进行精确扫描，相控阵雷达和声学成像仪都是在一个面上发射波和接受波，具有一定相似性。
技术实现思路
1、（一）解决的技术问题：针对现有技术的不足
2、（二）技术方案：为实现上述大范围精细成像的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种手持便捷式声波成像仪，包括成像仪端部和与其连接的成像仪握把，所述成像仪端部一面上设有拾音孔的麦克风阵列面板，所述麦克风阵列面板朝外侧面中部设有摄像头，所述成像仪端部的另一面设置有显示面板，还包括声波发射器、处理模块，所述麦克风阵列面板朝外侧面中部设置所述声波发射器，所述拾音孔中设有将声波信号转换为电信号的麦克风传感器，所述处理模块与所述麦克风传感器、所述显示面板和声波发射器电性相连，处理模块：所述处理模块将来自麦克风传感器的声信号使用麦克风阵列波束成型技术获取声源分布信号，并将获取的声源信号采用可视化的色阶图与所述摄像头采集的图像融合后，在所述显示面板上显示；
3、声波发射器：所述处理模块将所述麦克风传感器采集的声信号时延或者同步输出至所述声波发射器进行声学扩散，扩散后的声学信号与故障处来时的声源信号产生叠加，在直线返回的区间内声音信号的波峰与波谷叠加后产生消噪，故障处的声源信号消失或者减弱，在麦克风阵列面板采集的声源信号的核心处声源信号产生塌陷，所述处理模块将塌陷反馈至所述显示面板上并标记所述塌陷，此塌陷即为故障处声源信号的核心处。
4、优选的，所述麦克风阵列面板上还阵列有矩阵发声孔，所述矩阵发声孔中设有将电信号转换为声波信号的矩阵声波探头，所述麦克风传感器采集的声信号时延或者同步输出至所述矩阵声波探头进行声学扩散；
5、所述矩阵声波探头受处理模块控制，每个矩阵声波探头能够按不同的时序发射声波，并且能够模拟不同波形的声波，当对远距离大体积物体或者需要对物体进行精细成像时，所述矩阵声波探头在工作过程的同时，声波发射器处于关闭状态。
6、矩阵声波探头：所述处理模块将所述麦克风传感器采集的声信号时延或者同步输出至所述矩阵声波探头进行声学扩散，扩散后的声学信号与故障处来时的声源信号产生叠加，在直线返回的区间内声音信号的波峰与波谷叠加后产生消噪，故障处的声源信号消失或者减弱，在麦克风阵列面板采集的声源信号的核心处声源信号产生塌陷，所述处理模块将塌陷反馈至所述显示面板上并标记所述塌陷，此塌陷即为故障处声源信号的精确核心处。
7、优选的，所述麦克风阵列面板最外圈、麦克风传感器的外侧阵列所述矩阵发声孔。
8、优选的，所述矩阵发声孔外圈设有由橡胶材质构成的隔音层，可以有效地吸收和反射声波，减少声波的传播和干扰，并且与拾音孔在麦克风阵列面板内侧上设有隔音板进行隔离，可以有效地隔绝声音的传播，降低噪音和干扰，以减少声波从发射器直接进入拾音孔的可能性。
9、优选的，所述成像仪握把与成像仪端部之间为可拆卸结构，能够将成像仪端部拆卸下来安装在相对应的手持云台组件上，由于握把与成像仪端部之间的可拆卸结构，用户可以根据需要将成像仪端部拆卸下来，安装在手持云台组件上，所述云台组件与所述控制模块电连接，所述云台组件根据控制模块获得的声源信号位置控制麦克风阵列面板正对所述声源信号，即在声源信号在所述显示面板中部，可以适应不同的使用场景和需求，可拆卸结构使得用户可以将成像仪端部拆卸下来，将其放入一个更小的容器或背包中，从而方便携带和运输，成像仪端部需要维护或升级，用户可以方便地将其拆卸下来，进行相应的操作，设备的生产和组装过程变得更加简单，降低了生产成本，同时，如果某个部分损坏或过时，用户可以只更换相应的部分，而不是整个设备，从而降低了使用成本。
10、优选的，所述麦克风阵列面板与显示屏之间并非平行，设有10°-15°的倾斜，通过设置麦克风阵列面板的斜度，可以使得阵列中的麦克风对声波的接收方向更加集中和定向，这种定向接收的效果有助于提高声波的准确性和清晰度，从而使得成像更加精确，在声波传输过程中，可能会受到环境中的多种因素干扰，如风、噪音等，通过设置麦克风阵列面板的斜度，可以调整麦克风的接收角度，减少不必要的干扰，提高声波接收的纯净度，由于麦克风阵列面板的斜度设计，声波在传输过程中会更加集中地照射到相应的麦克风上，从而提高了麦克风的接收灵敏度，这种设计有助于捕获更微弱的声波信号，从而提高成像质量，通过调整麦克风阵列面的斜度，可以模拟出不同的声波传输路径和距离感，从而增强声波成像的空间感，这种设计有助于提供更丰富的声波信息，使得成像效果更加立体和逼真，在手持声波成像仪的设计中，麦克风阵列面的斜度可以作为一个简单有效的参数来调整声波接收的效果，这种设计有助于简化设备的结构和生产过程，降低成本并提高生产效率。
11、优选的，所述拾音孔朝外一侧设有斜面，增加孔径，增加声波的接收面积，这样，更多的声波能量能够被有效地收集并传递到内部的麦克风阵列中，从而提高声波接收的灵敏度，获得更加清晰和准确的声波成像效果，通过增加孔径，拾音孔能够更好地适应环境中的噪声和其他干扰。较大的接收面积能够更好地捕获纯净的声波信号，降低背景噪声和其他干扰的影响，提高成像的信噪比，拾音孔外侧的斜面设计还可以具有一定的定向作用，引导声波更加集中地进入孔内，这种定向性有助于增强声波接收的准确性和清晰度，提高成像质量，拾音孔外侧的斜面设计相对简单，但能够实现显著的效果提升。这种设计有助于简化设备的结构和生产过程，降低成本并提高生产效率，通过增加孔径，手持声波成像仪在各种环境下的工作稳定性得以增强，较大的接收面积本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种手持便捷式声波成像仪，包括成像仪端部（10）和与其连接的成像仪握把（2），所述成像仪端部（10）一面上设有拾音孔（12）的麦克风阵列面板（1），所述麦克风阵列面板（1）朝外侧面中部设有摄像头，所述成像仪端部（10）的另一面设置有显示面板，其特征在于：还包括声波发射器（11）、处理模块，所述麦克风阵列面板（1）朝外侧面中部设置所述声波发射器（11），所述拾音孔（12）中设有将声波信号转换为电信号的麦克风传感器，所述处理模块与所述麦克风传感器、所述显示面板和声波发射器（11）电性相连，处理模块：所述处理模块将来自麦克风传感器的声信号使用麦克风阵列波束成型技术获取声源分布信号，并将获取的声源信号采用可视化的色阶图与所述摄像头采集的图像融合后，在所述显示面板上显示；
2.根据权利要求1所述的一种手持便捷式声波成像仪，其特征在于：所述麦克风阵列面板（1）上还阵列有矩阵发声孔（13），所述矩阵发声孔（13）中设有将电信号转换为声波信号的矩阵声波探头（131），所述麦克风传感器采集的声信号时延或者同步输出至所述矩阵声波探头（131）进行声学扩散；
3.根据权利要
4.根据权利要求3所述的一种手持便捷式声波成像仪，其特征在于：所述矩阵发声孔（13）外圈设有由橡胶材质构成的隔音层（132），并且与拾音孔（12）在麦克风阵列面板（1）内侧上设有隔音板（121）进行隔离。
5.根据权利要求1所述的一种手持便捷式声波成像仪，其特征在于：所述成像仪握把（2）与成像仪端部（10）之间为可拆卸结构，能够将成像仪端部（10）拆卸下来安装在相对应的手持云台组件上，所述云台组件与所述控制模块电连接，所述云台组件根据控制模块获得的声源信号位置控制麦克风阵列面板（1）正对所述声源信号，即在声源信号在所述显示面板中部。
6.根据权利要求1所述的一种手持便捷式声波成像仪，其特征在于：所述麦克风阵列面板（1）与显示屏（101）之间并非平行，设有10°-15°的倾斜。
7.根据权利要求1所述的一种手持便捷式声波成像仪，其特征在于：所述拾音孔（12）朝外一侧设有斜面，增加孔径。
8.根据权利要求1所述的一种手持便捷式声波成像仪，其特征在于：所述摄像头包括可见光摄像头、红外摄像头、热成像摄像头中的一种或者组合。
9.根据权利要求8所述的一种手持便捷式声波成像仪，其特征在于：所述摄像头包括可见光摄像头和红外摄像头，所述红外摄像头采集的红外信号与所述塌陷相重合的区域具有相同的色阶，且其色阶亮度由红外信号决定的权重百分比为20%-70%。
...【技术特征摘要】
1.一种手持便捷式声波成像仪，包括成像仪端部（10）和与其连接的成像仪握把（2），所述成像仪端部（10）一面上设有拾音孔（12）的麦克风阵列面板（1），所述麦克风阵列面板（1）朝外侧面中部设有摄像头，所述成像仪端部（10）的另一面设置有显示面板，其特征在于：还包括声波发射器（11）、处理模块，所述麦克风阵列面板（1）朝外侧面中部设置所述声波发射器（11），所述拾音孔（12）中设有将声波信号转换为电信号的麦克风传感器，所述处理模块与所述麦克风传感器、所述显示面板和声波发射器（11）电性相连，处理模块：所述处理模块将来自麦克风传感器的声信号使用麦克风阵列波束成型技术获取声源分布信号，并将获取的声源信号采用可视化的色阶图与所述摄像头采集的图像融合后，在所述显示面板上显示；
2.根据权利要求1所述的一种手持便捷式声波成像仪，其特征在于：所述麦克风阵列面板（1）上还阵列有矩阵发声孔（13），所述矩阵发声孔（13）中设有将电信号转换为声波信号的矩阵声波探头（131），所述麦克风传感器采集的声信号时延或者同步输出至所述矩阵声波探头（131）进行声学扩散；
3.根据权利要求2所述的一种手持便捷式声波成像仪，其特征在于：所述麦克风阵列面板（1）最外圈、麦克风传感器的外侧阵列所述矩阵发声孔（13）。
4.根据权利要求3所述的一种手持便捷式声...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫士松，崔宸溪，杨建，蔡春华，
申请(专利权)人：上海锐测电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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