專利名稱：超聲自相關(guān)橫向流速測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲檢測流速技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超聲自相關(guān)橫向流速測量方 法，此處流速指的是含固態(tài)粒子的流體的流速。
背景技術(shù)：
流速測量在醫(yī)學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如水流監(jiān)測，血流測量等。目前常用的 測量方法是多普勒超聲技術(shù)，這種方法是根據(jù)多普勒效應(yīng)，通過計(jì)算流動粒子對入射超聲 的多普勒頻移，而計(jì)算出粒子的移動速度。超聲多普勒頻移正比于超聲束和粒子流速方向 的夾角的余弦值，因此，多普勒超聲技術(shù)只能給出流速在探測聲束方向的流速分量，即縱向 流速，而無法給出和探測聲束垂直的流速分量，即橫向流速。為了解決此問題，余建國等提 出雙超聲束多普勒血流速度測量方法(中國專利公開號CN1257695)，葉國帆提出雙向定 量測量血流絕對速度的超聲多普勒方法與儀器(中國專利公開號CN851005^)，這兩種方 法都是利用多普勒效應(yīng)及雙探測超聲束，進(jìn)行絕對速度測量。但是當(dāng)流速方向和探測聲束 方向接近垂直時(shí)，多普勒角接近九十度，因此引起的多普勒頻移很小，會導(dǎo)致較大的檢測誤 差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提出一種超聲自相關(guān)橫向流速測量方法，它利用單探測聲束直接 準(zhǔn)確地測量與探測超聲發(fā)射方向的垂直方向上的流速分量。本發(fā)明所提出的技術(shù)解決方案是這樣的一種超聲自相關(guān)橫向流速測量方法，這 里的流速指的是含固態(tài)粒子的流體(6)的流速，包括有第1超聲聚焦換能器⑴、第2超 聲聚焦換能器O)、信號采集及處理系統(tǒng)(5)、歸一化自相關(guān)運(yùn)算，第1超聲聚焦換能器(1) 和第2超聲聚焦換能器器( 聚焦位置相同，第1超聲聚焦換能器(1)發(fā)射聚焦超聲(3)， 當(dāng)有粒子穿過超聲聚焦區(qū)域時(shí)，產(chǎn)生較強(qiáng)的超聲反射信號G)，由第2超聲聚焦換能器(2) 接受，由信號采集及處理系統(tǒng)( 進(jìn)行信號采集并計(jì)算超聲反射信號f(t)的歸一化自相關(guān) 函數(shù)，得到沿探測超聲發(fā)射方向的垂直方向上的流速分量，即橫向流速，由粒子反射的超聲 反射信號f(t)得到粒子穿過超聲聚焦區(qū)域的渡越時(shí)間τ ^，則橫向流速為V = L/τ ^，這里 L是超聲聚焦區(qū)域的橫向?qū)挾?，參?br>
圖1所示。粒子穿過超聲聚焦區(qū)域的渡越時(shí)間τ C1通過下列方式獲得由粒子反射的超聲反 射信號f(t)的歸一化自相關(guān)函數(shù)計(jì)算粒子穿過超聲聚焦區(qū)域的渡越時(shí)間^，粒子超聲 反射信號f(t)的歸一化自相關(guān)函數(shù)的斜率的倒數(shù)等于粒子穿過超聲聚焦區(qū)域的渡越時(shí)間 τ。，如公式(1)所示，
及
權(quán)利要求
1.一種超聲自相關(guān)橫向流速測量方法，包括有第1超聲聚焦換能器(1)、第2超聲聚焦 換能器(2)、信號采集及處理系統(tǒng)(5)、歸一化自相關(guān)運(yùn)算，第1超聲聚焦換能器(1)發(fā)射聚 焦超聲(3)，當(dāng)有粒子穿過超聲聚焦區(qū)域時(shí)，產(chǎn)生較強(qiáng)的超聲反射信號(4)，由第2超聲聚焦 換能器(2)接受，第1超聲聚焦換能器(1)和第2超聲聚焦換能器(2)聚焦位置相同，由信 號采集及處理系統(tǒng)(5)進(jìn)行信號采集并計(jì)算超聲反射信號f(t)的歸一化自相關(guān)函數(shù)，得到 沿探測超聲發(fā)射方向的垂直方向上的流速分量，即橫向流速，其特征在于由粒子反射的超 聲反射信號f(t)得到粒子穿過超聲聚焦區(qū)域的渡越時(shí)間τ ^，則橫向流速為V = L/τ ^，這 里L(fēng)是超聲聚焦區(qū)域的橫向?qū)挾取?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲自相關(guān)橫向流速測量方法，其特征在于所述粒子穿過 超聲聚焦區(qū)域的渡越時(shí)間τ ^通過下列方式獲得由粒子反射的超聲反射信號f(t)的歸一 化自相關(guān)函數(shù)計(jì)算粒子穿過超聲聚焦區(qū)域的渡越時(shí)間τ ^，粒子超聲反射信號f(t)的歸一 化自相關(guān)函數(shù)的斜率的倒數(shù)等于粒子穿過超聲聚焦區(qū)域的渡越時(shí)間τ 0Ο
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超聲自相關(guān)橫向流速測量方法，它利用單探測聲束直接準(zhǔn)確地測量與探測超聲發(fā)射方向的垂直方向上的流速分量，即橫向流速。這種利用超聲直接測量橫向流速的方法，不用知道超聲束和粒子移動方向的夾角，當(dāng)有粒子穿過超聲聚焦區(qū)域時(shí)，產(chǎn)生較強(qiáng)的超聲反射信號，由超聲反射信號的歸一化自相關(guān)函數(shù)，得到粒子穿過超聲聚焦區(qū)域的渡越時(shí)間，用超聲聚焦區(qū)域的橫向?qū)挾瘸远稍綍r(shí)間，即是橫向流速。
文檔編號G01P5/24GK102103147SQ201110004099
公開日2011年6月22日 申請日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者周紅仙, 王毅 申請人:周紅仙, 王毅