液-固两相系中超声层析成像实验研究.pdf

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1、上海理工大学学报第37卷第1期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．37No．12015文章编号：1007—6735(2015)01—0007—06DOI：10．13255／J．cnki．jusst．2015．01．002液一固两相系中超声层析成像实验研究汪烈成，苏明旭，蔡小舒(上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093)摘要：基于几何声学原理，应用半柱面晶片超声换能器发射扇形束超声波，设计了环形超声换能器阵列，搭建了多通道同步数据采集系统，形成了一套透射式超声层析成像测试装置．研究了二值逻辑反投影图像重建算法

2、，此算法和测试装置构成了透射式超声层析成像系统，对聚四氟乙烯隔板和圆柱体进行实验．图像重建结果表明，该系统能够定位成像物体的位置，确定其大小和形状．将单个圆柱体二值反投影算法的重建图像与设定值比较，成像误差小于6％．关键词：液一固两相系；超声层析成像；换能器阵列；图像重建；二值逻辑；同步数据采集中图分类号：TK31文献标志码：AExperimentalStudyonUltrasoundComputerizedTomographyonLiquid·-solidTwo--phaseSystemWANGLiecheng，SUMingxu，CAIXiaoshu(SchoolofEne

3、rgyandPowerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Basedonultrasonicgeometricacousticsprinciple，acircularultrasonictransducerarraywasdesigned，wherefan-shapebeamultrasonictransmitterswereappliedtoemitultrasonicpulses．Further，thamulti-channelsynch

4、ronousdataacquisitionsystem。thewholetransmission-modeultrasoundcomputerizedtomography(UCT)devicewasdeveloped．1ebaSicprincipleofbinarylogicalbackprojectionreconstructionalgorithm(B】P)anditsimprovementwerepresentedindetail。followedbyexperimentsonapolytetrafluoroethylene(H、F)plateandrod．n】eres

5、ultsshowthatthesystemcanbeusedtoidentifythesize，shapeandlocationofobjects．ComparingtheimagesreconstructedbyBLBP、ⅣitI1givenvalues，theirerrorsarewithin6％inthecaseofasinglecircularrod．Keywords：liquid-solidtwo-phasesystem；ct"8oz钾dcomputerizedtomography)transducerarray；imagereconstruction；tuv-va

6、lue20咖；synch~沈acquisition以超声波为信息检测手段构成的计算机层析成展为医学工程提供了一种安全、无损、低成本、不需像系统称为超声层析成像系统(UCT)[1]．UCT的发注射药物、对机体组织分辨率较高的诊断工具，易确收稿日期：2013—09—11基金项目：国家自然科学基金资助项目(51176128，51076106)；上海市教委重点学科资助项目(12ZZ142)第一作者：汪烈成(1988一)，男，硕士研究生．研究方向：超声层析成像．E—mail：liechengw@gmail．corn通讯作者：苏明旭(1973一)，男，教授．研究方向：光散射和超声散射颗粒

7、测量理论和技术．E—mail：sumxmail@163．COrn8上海理工大学学报2015第37卷定病变的位置、大小及性质j．在工业过程监测中，率高、信号持续时间短(如窄脉冲)、双程插入损失UCT技术能提供流场二维／三维参数分布的有效信低，且工作于厚度方向．采用了克里姆霍尔兹息，以超声波为信息检测手段的过程层析成像技术(KLM)等效电路来描述超声换能器的厚度振动模得到迅速发展．徐立军[3]研制了一种基于扇形几何式[1j．前端声学端口阻抗匹配采用“四分之一波长声束的透射式超声层析成像系统来判断气液两相流匹