Page 41 - 应用声学2019年第5期

第 38 卷 第 5 期 郭忠存等： 多层介质中超声相控阵声场仿真 793

 -30  -30
 
-40 -40
 
z⊳mm  -50 z⊳mm  -50


-60
-60
 
-70 -70
 
 -80  -80
         
x⊳mm x⊳mm
(a) ᐑཥག὘[30, 10] mm (b)ᐑཥག὘[30, 30] mm

 -30  -30
 
-40 -40
 
z⊳mm  -50 z⊳mm  -50


-60
-60
 
-70 -70
 
 -80  -80
         
x⊳mm x⊳mm
(c) ᐑཥག὘[30, 50] mm (d)ᐑཥག὘[60, 50] mm
图 6 聚焦声场仿真
Fig. 6 Simulation of focused acoustic fields

 面是由于距离的增加导致声波能量的衰减，另一方
ࠄᬅཥག
 ᮕ᝺ཥག 面是由于逐渐变大的偏转角度超出了相控阵的有
ࠄᬅཥགጫگಖ z⊳mm  焦效果逐渐变差，但一般情况下，聚焦点处的声场依
效聚焦范围。另外，虽然焦距的增加导致相控阵聚

旧比无延时声场能量更集中，位移幅值更高，从而可


 以看出，相控阵聚焦明显可以提高检测分辨率。
1.0
ᐑཥག
 (20,50)
        (30,50)
0.8
ᮕ᝺ཥགጫگಖ z⊳mm (40,50)
(50,50)
图 7 竖直线 (x = 20 mm) 上，声波聚焦时预设焦 0.6 ௄ण௑ (60,50)
点与实际焦点位置对比 ॆʷӑᤴए૝ࣨ
Fig. 7 Comparison between predetermined focal 0.4
point and actual focal point on the line x = 20 mm
0.2
图 8 为在第四层介质 (钢) 中，z = 50 mm 的水
0
平线上，无延时发射以及在不同的横向距离上聚焦     
x⊳mm
的声场分布情况。仿真结果表明，虽然预设焦点与
图 8 同一水平线上 (z = 50 mm) 不同焦点对聚焦
实际焦点位置已经产生偏差，但是在横向上声波依 声场的影响
然聚焦。在同一水平线上，随着聚焦点远离相控阵 Fig. 8 Influence of different focal points at z =
中心，聚焦声场幅值逐渐降低，而且逐渐变宽，一方 50 mm on the focused acoustic fields