聚焦超声空化及其微汽泡实时提取装置与检测方法

摘要

本发明属于超声空化检测与信号分析技术领域，涉及到聚焦超声空化信号分离检测方法与装置。一种装置的一个超声换能器以脉冲逆转方式发射空化检测信号，另一个超声换能器接收超声空化以及微气泡活动所散射的声学信号；另一种装置的换能器以脉冲逆转方式产生空化信号；检测方法对于每次空化检测实验，提取未发生空化时的背景信号，对采集到的空化声信号和背景信号分别求其功率谱，求出相减后的功率谱估计与相位估计，将其反变换为时域信号，对系统噪声进行滤除；ICA方法将空化声信号中的宽带噪声成分、次谐波等目标信号与其他信号成分分离，提取空化声信号特征参数，本发明的检测方法灵敏度高，可以进行定量分析。

主权项

1. 一种聚焦超声空化及其微汽泡实时提取装置，包括聚焦超声换能器(4)，第一空化接收换能器(2)与空化探测换能器(3)三个超声换能器，其特征在于：所述装置分为空化产生部分与空化检测部分，空化产生部分主要由任意波形发生器(7)、第一功率放大器(6)和聚焦超声换能器(4)组成；空化检测部分主要由空化接收换能器(2)与空化探测换能器(3)、第一宽带接收器(9)和示波器或数字采集卡(8)组成，第一空化接收换能器(2)与空化探测换能器(3)分别作为空化接收和探测换能器，第一空化接收换能器(2)、空化探测换能器(3)与聚焦超声换能器(4)共焦点，均置于水槽(1)中，在水槽中聚焦超声换能器(4)的对面位置设置有吸声材料(10)，任意波形发生器(7)的第一通道输出端与第一功率放大器(6)的输入端相连接，第一功率放大器(6)的输出端与聚焦超声换能器(4)相连接，驱动聚焦超声换能器(4)产生空化；任意波形发生器(7)的第二通道以脉冲逆转方式输出空化检测波形，与第二功率放大器(6′)相连接，第二功率放大器(6′)的输出端激励空化探测换能器(3)发射空化探测信号；任意波形发生器(7)的第三通道输出触发信号，与示波器或数据采集卡(8)相连接，用于触发信号采集；第一空化接收换能器(2)接收到聚焦超声换能器(4)产生的声空化信号，通过第一宽带接收器(9)，与示波器或PC机上的数据采集卡(8)相连接，由示波器或数据采集卡(8)对第一宽带接收器(9)的数据进行采集，示波器或PC机对数据进行存储，供离线的分析，任意波形发生器(7)可编辑波形，使聚焦超声换能器(4)以常规模式发射波形产生空化信号，同时使空化探测换能器(3)以脉冲逆转方式发射空化探测信号。