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超声自相关横向流速测量方法技术

技术编号:5998604 阅读:348 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种超声自相关横向流速测量方法,它利用单探测声束直接准确地测量与探测超声发射方向的垂直方向上的流速分量,即横向流速。这种利用超声直接测量横向流速的方法,不用知道超声束和粒子移动方向的夹角,当有粒子穿过超声聚焦区域时,产生较强的超声反射信号,由超声反射信号的归一化自相关函数,得到粒子穿过超声聚焦区域的渡越时间,用超声聚焦区域的横向宽度除以渡越时间,即是横向流速。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声检测流速
,特别涉及一种超声自相关横向流速测量方 法,此处流速指的是含固态粒子的流体的流速。
技术介绍
流速测量在医学和工业领域有广泛的应用,如水流监测,血流测量等。目前常用的 测量方法是多普勒超声技术,这种方法是根据多普勒效应,通过计算流动粒子对入射超声 的多普勒频移,而计算出粒子的移动速度。超声多普勒频移正比于超声束和粒子流速方向 的夹角的余弦值,因此,多普勒超声技术只能给出流速在探测声束方向的流速分量,即纵向 流速,而无法给出和探测声束垂直的流速分量,即横向流速。为了解决此问题,余建国等提 出双超声束多普勒血流速度测量方法(中国专利公开号CN1257695),叶国帆提出双向定 量测量血流绝对速度的超声多普勒方法与仪器(中国专利公开号CN851005^),这两种方 法都是利用多普勒效应及双探测超声束,进行绝对速度测量。但是当流速方向和探测声束 方向接近垂直时,多普勒角接近九十度,因此引起的多普勒频移很小,会导致较大的检测误 差。
技术实现思路
本专利技术目的在于提出一种,它利用单探测声束直接 准确地测量与探测超声发射方向的垂直方向上的流速分量。本专利技术所提出的技术解决方案是这样的一种,这 里的流速指的是含固态粒子的流体(6)的流速,包括有第1超声聚焦换能器⑴、第2超 声聚焦换能器O)、信号采集及处理系统(5)、归一化自相关运算,第1超声聚焦换能器(1) 和第2超声聚焦换能器器( 聚焦位置相同,第1超声聚焦换能器(1)发射聚焦超声(3), 当有粒子穿过超声聚焦区域时,产生较强的超声反射信号G),由第2超声聚焦换能器(2) 接受,由信号采集及处理系统( 进行信号采集并计算超声反射信号f(t)的归一化自相关 函数,得到沿探测超声发射方向的垂直方向上的流速分量,即横向流速,由粒子反射的超声 反射信号f(t)得到粒子穿过超声聚焦区域的渡越时间τ ^,则横向流速为V = L/τ ^,这里 L是超声聚焦区域的横向宽度,参见附图说明图1所示。粒子穿过超声聚焦区域的渡越时间τ C1通过下列方式获得由粒子反射的超声反 射信号f(t)的归一化自相关函数计算粒子穿过超声聚焦区域的渡越时间^,粒子超声 反射信号f(t)的归一化自相关函数的斜率的倒数等于粒子穿过超声聚焦区域的渡越时间 τ。,如公式(1)所示,及权利要求1.一种,包括有第1超声聚焦换能器(1)、第2超声聚焦 换能器(2)、信号采集及处理系统(5)、归一化自相关运算,第1超声聚焦换能器(1)发射聚 焦超声(3),当有粒子穿过超声聚焦区域时,产生较强的超声反射信号(4),由第2超声聚焦 换能器(2)接受,第1超声聚焦换能器(1)和第2超声聚焦换能器(2)聚焦位置相同,由信 号采集及处理系统(5)进行信号采集并计算超声反射信号f(t)的归一化自相关函数,得到 沿探测超声发射方向的垂直方向上的流速分量,即横向流速,其特征在于由粒子反射的超 声反射信号f(t)得到粒子穿过超声聚焦区域的渡越时间τ ^,则横向流速为V = L/τ ^,这 里L是超声聚焦区域的横向宽度。2.根据权利要求1所述的,其特征在于所述粒子穿过 超声聚焦区域的渡越时间τ ^通过下列方式获得由粒子反射的超声反射信号f(t)的归一 化自相关函数计算粒子穿过超声聚焦区域的渡越时间τ ^,粒子超声反射信号f(t)的归一 化自相关函数的斜率的倒数等于粒子穿过超声聚焦区域的渡越时间τ 0Ο全文摘要本专利技术公开了一种,它利用单探测声束直接准确地测量与探测超声发射方向的垂直方向上的流速分量,即横向流速。这种利用超声直接测量横向流速的方法,不用知道超声束和粒子移动方向的夹角,当有粒子穿过超声聚焦区域时,产生较强的超声反射信号,由超声反射信号的归一化自相关函数,得到粒子穿过超声聚焦区域的渡越时间,用超声聚焦区域的横向宽度除以渡越时间,即是横向流速。文档编号G01P5/24GK102103147SQ201110004099公开日2011年6月22日 申请日期2011年1月5日 优先权日2011年1月5日专利技术者周红仙, 王毅 申请人:周红仙, 王毅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声自相关横向流速测量方法,包括有第1超声聚焦换能器(1)、第2超声聚焦换能器(2)、信号采集及处理系统(5)、归一化自相关运算,第1超声聚焦换能器(1)发射聚焦超声(3),当有粒子穿过超声聚焦区域时,产生较强的超声反射信号(4),由第2超声聚焦换能器(2)接受,第1超声聚焦换能器(1)和第2超声聚焦换能器(2)聚焦位置相同,由信号采集及处理系统(5)进行信号采集并计算超声反射信号f(t)的归一化自相关函数,得到沿探测超声发射方向的垂直方向上的流速分量,即横向流速,其特征在于:由粒子反射的超声反射信号f(t)得到粒子穿过超声聚焦区域的渡越时间τ0,则横向流速为V=L/τ0,这里L是超声聚焦区域的横向宽度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王毅周红仙
申请(专利权)人:王毅周红仙
类型:发明
国别省市:44

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