透射式超声成像实验
(FB219A型超声成像实验仪)
(通过USB接口与微机连接)
实验讲义
透射式超声成像实验
本实验利用超声波在水中传播时被物体阻挡后衰减的机理,超声成像实验仪通过换能器发射和接收信号,接收的电压信号送入单片机数据采集系统,数据采集系统的另一通道采集换能器的跃变位置信息,并将数据提供给成像程序,实验仪通过接口与机进行连接通讯,利用图像重建技术,在机的屏幕上把物体某一断层的截面图再现出来。
【实验目的】
1.了解透射式超声成像的原理。
2.掌握透射式超声成像仪的测量方法。
3.以实际目标样品为例,通过实际操作,达到一定的测量训练。
【实验仪器】
FB219A型超声成像实验仪,圆筒形旋转储水槽,扫描运动控制器,超声换能器,数据采集系统及计算机辅助软件,USB专用连接线等组成。计算机(用户自备)。
【实验原理】
利用图像重建技术,在计算机的辅助下得到一个二维的断面参数分布图像。超声系统由两个相对的超声换能器来完成超声波的发射、接收工作。换能器被安装在一个旋转架上,采集各个角度下边缘位置,实验过程中由单片机自动生成数据文件,最后由成像程序调用此数据文件生成图像,就可以得到被探测对象各断面的图像。
实验装置主要由以下部件组成:
1.实验水槽:(定标/扫描执行控制箱)
如图1所示,图中水槽中心的托盘上放置被测物体。支架上装有传动装置,通过电机的转动可带动滑杆平行移动,两个换能器固定在滑杆上,通过调节,保持换能器正面相对。“发射换能器”用Q9同轴电缆接到超声波测试仪的传感器“输出”插座,“接收换能器”用Q9同轴电缆接到超声波测试仪的传感器“输入”插座,换能器的“位置参数”通过电路转换成电压信号,送入数据采集系统。
2.超声成像实验仪:
超声成像实验仪是整个实验的中心,它通过发射电路以及接收电路与石英晶体换能器相连。由于晶体表面的压电效应,使它可以把机械波与振荡电路所产生的连续脉冲进行转换。在发射端,电路中的高频方波信号加在压电晶体上,由逆压电效应,晶体表面产生相应的机械振动,带动空气或水随之振动,形成超声波;在接收端,由压电效应把机械振动波转换成电信号。因为选用了优质的换能器 ,保证发射的超声波的波束非常窄,方向性很好,因此其测量精度可高达毫米的数量级 。仪器面板上的插座3(信号放大输出),其内部已接通,外部无须连接,只用于调试检测用。
…… …… 余下全文