檢測物體物理屬性的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種檢測物體物理屬性的方法和裝置，其中方法為：發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波和低頻聲波的復(fù)合聲波至目標(biāo)物體；接收超聲波的反射波；對比超聲波的發(fā)射波和反射波的相位變化和幅度變化，由此分析目標(biāo)物體的物理屬性。所述裝置包括控制器、分析器、超聲波接收器、低頻聲波發(fā)生器和超聲波發(fā)生器；所述控制器連接超聲波發(fā)生器和低頻聲波發(fā)生器，并控制超聲波發(fā)生器和低頻聲波發(fā)生器的發(fā)射；所述超聲波接收器連接分析器，并接收超聲波的反射波，將反射波轉(zhuǎn)化為電信號發(fā)送至分析器，分析器對比超聲波的發(fā)射波和反射波的相位變化和幅度變化，分析目標(biāo)物體的物理性屬性。本發(fā)明方法簡單，計算量小，結(jié)果準(zhǔn)確，而裝置，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。
【專利說明】檢測物體物理屬性的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到超聲波應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及到檢測物體物理屬性的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]超聲波傳輸過程中遇到界面會發(fā)生反射和折射，反射波的強(qiáng)弱與界面的密度、硬度等物理屬性密切相關(guān)，可以通過一定的方法如多普勒效應(yīng)對超聲波的發(fā)射波和反射波進(jìn)行分析，從而得到界面物體的物理屬性?，F(xiàn)有技術(shù)中，如果聲源與目標(biāo)物體相對靜止，那么根據(jù)超聲波的反射波很難定量分析目標(biāo)物體的彈性等物理屬性，而利用多普勒效應(yīng)也僅僅限于目標(biāo)運(yùn)動速度的分析，很難用于目標(biāo)物的彈性等物理屬性的定量分析，并且設(shè)備價格聞昂。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的為提供一種通過超聲波快速、簡單測量目標(biāo)物物理屬性的方法和裝置。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例中，首先提出一種檢測物體物理屬性的方法，包括步驟:
發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波和低頻聲波的復(fù)合聲波至目標(biāo)物體；
接收超聲波的反射波；
對比超聲波在疊加于低頻波不同相位反射波的相位變化和幅度變化，分析目標(biāo)物體的物理屬性。
[0005]進(jìn)一步地，所述發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波和低頻聲波的復(fù)合聲波至目標(biāo)物體的實(shí)現(xiàn)方式包括:
通過將超聲波發(fā)生器附著在低頻聲波發(fā)生器上進(jìn)行超聲波發(fā)射。
[0006]進(jìn)一步地，所述超聲波的頻率為I兆赫茲到50兆赫茲；所述低頻聲波的頻率為10赫茲到10000赫茲。
[0007]進(jìn)一步地，所述復(fù)合聲波的發(fā)源地至目標(biāo)物體的距離為:2毫米至200毫米。
[0008]進(jìn)一步地，所述發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波和低頻聲波的復(fù)合聲波至目標(biāo)物體的步驟包括:
以脈沖的形式發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波，在測試期間以連續(xù)的方式發(fā)送固定頻率和幅度的低頻聲波。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例中，還提供一種檢測物體物理屬性的裝置，包括控制器、分析器、超聲波接收器、低頻聲波發(fā)生器和超聲波發(fā)生器；
所述控制器連接超聲波發(fā)生器和低頻聲波發(fā)生器，并控制超聲波發(fā)生器和低頻聲波發(fā)生器的發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波和低頻聲波的形成復(fù)合聲波至目標(biāo)物體；
所述超聲波接收器連接分析器，并接收超聲波的反射波，將反射波轉(zhuǎn)化為電信號發(fā)送至分析器，分析器對比疊加在低頻聲波不同相位所發(fā)出超聲波的反射波的相位變化和幅度變化，分析目標(biāo)物體的物理性屬性。
[0010]進(jìn)一步地，所述超聲波發(fā)生器附著于低頻聲波發(fā)生器，并且發(fā)射端朝向相同； 所述超聲波發(fā)生器的發(fā)射端位于低頻聲波發(fā)生器的前方，或者位于低頻聲波發(fā)生器的側(cè)方。
[0011]進(jìn)一步地，所述超聲波發(fā)射器為壓電薄膜傳感器或壓電陶瓷傳感器。
[0012]進(jìn)一步地，所述低頻聲波發(fā)生器為壓電陶瓷揚(yáng)聲器。
[0013]進(jìn)一步地，所述低頻聲波發(fā)生器發(fā)射聲波的頻率為10赫茲到10000赫茲；所述超聲波發(fā)生器發(fā)射超聲波的頻率為I兆赫茲到50兆赫茲。
[0014]進(jìn)一步地，所述控制器控制超聲波發(fā)生器以脈沖的形式發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波，以連續(xù)的方式在測試期間發(fā)送固定頻率和幅度的低頻聲波。
[0015]進(jìn)一步地，所述超聲波發(fā)生器至目標(biāo)物體的距離為2毫米至200毫米。
[0016]本發(fā)明的檢測物體物理屬性的方法，通過低頻聲波對目標(biāo)物體進(jìn)行擠壓和拉扯，而超聲波在被擠壓和拉扯的目標(biāo)物體上發(fā)生反射后，反射波會因為這種擠壓和拉扯形成相位變化，而且超聲波的發(fā)射波幅度也會因為這種擠壓與拉扯產(chǎn)生幅度變化，根據(jù)所述的相位變化和幅度變化，就可以非直接接觸地定量的分析目標(biāo)物體的硬度、彈性等物理屬性，方法簡單，計算量相對于現(xiàn)有算法更簡單，結(jié)果更加的準(zhǔn)確；而且這種檢測物體物理屬性的裝置結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明檢測物體物理屬性的方法的流程框圖；
圖2是本發(fā)明檢測物體物理屬性的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明檢測物體物理屬性的裝置的壓電薄膜傳感器與壓電陶瓷揚(yáng)聲器的組合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

【具體實(shí)施方式】
[0019]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]參照圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種檢測物體物理屬性的方法，包括步驟:
51、發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波和低頻聲波的復(fù)合聲波至目標(biāo)物體；所述的復(fù)合聲波為超聲波和低頻聲波的混合波，低頻聲波在目標(biāo)物體中傳播的時候，會對目標(biāo)物體的組織形成擠壓和拉扯，從而使得超聲波在目標(biāo)物體上的反射波因為這種擠壓與拉扯產(chǎn)生相位和幅度變化。發(fā)射固定頻率的超聲波和低頻聲波，低頻聲波擠壓和拉扯目標(biāo)物體的頻率固定，使超聲波的反射波呈現(xiàn)周期性改變，方便分析超聲波的反射波的相位與幅度變化。在本實(shí)施例中，超聲波的發(fā)射一般使用超聲波發(fā)生器發(fā)射，而低頻聲波使用電致伸縮器發(fā)射，而在這一具體實(shí)施例中，將超聲波發(fā)生器附著在電致伸縮器上，得到方向和聲源位置相同的復(fù)合聲波，而且可以減小發(fā)射超聲波和低頻聲波設(shè)備的體積。為了后期定量分析時的簡單，通常超聲波的幅度和低頻聲波的幅度的比值是一個常數(shù)；
52、接收超聲波的反射波；
53、對比超聲波在疊加的低頻聲波不同相位反射波的相位變化和幅度變化，分析目標(biāo)物體的物理屬性。因為超聲波的發(fā)射頻率為固定頻率和固定幅度，那么，根據(jù)目標(biāo)物體在低頻聲波的擠壓和拉扯下形成反射波，反射波的相位會隨低頻聲波產(chǎn)生周期性的變化；反射的超聲波也會由于這種低頻的擠壓與拉扯產(chǎn)生周期性的幅度的變化，那么根據(jù)測量到的相位變化和幅度變化，就可以對目標(biāo)物體的一些物理屬性進(jìn)行定量的分析，得到目標(biāo)物體的硬度、彈性等分析結(jié)果。即目標(biāo)物體由于低頻聲波的影響會出現(xiàn)對超聲波形成低頻正聲壓的反射和低頻負(fù)聲壓下的反射以及無聲壓下的反射，三種不同的反射情況根據(jù)低頻聲波的頻率重復(fù)出現(xiàn)，超聲波的反射波的幅度變化和相位變化與目標(biāo)物體的物理屬性密切相關(guān)，進(jìn)而通過特定的算法可以得到目標(biāo)物的物理特性進(jìn)行量化。比如在分析過程中，可以以低頻聲波零相位時的超聲波的反射波信號作為基準(zhǔn)，對低頻聲波的正聲壓波峰時超聲波的反射波的幅度和相位跟低頻聲波的負(fù)聲壓波谷時超聲波的反射波的幅度和相位進(jìn)行比較，可以定量分析目標(biāo)物的彈性，即超聲波的反射波的幅度變化與目標(biāo)物體的彈性成正相關(guān)，超聲波的反射波和發(fā)射波的相位變化與目標(biāo)物體的彈性成負(fù)相關(guān)。
[0021]本實(shí)施例的檢測物體物理屬性的方法，通過低頻聲波對目標(biāo)物體進(jìn)行擠壓和拉扯，而超聲波在被擠壓和拉扯的目標(biāo)物體上發(fā)生反射后，反射波會因此形成相位變化，而且超聲波的發(fā)射波幅度也會因此形成幅度變化，根據(jù)所述的相位變化和幅度變化，就可以定量的分析目標(biāo)物體的硬度、彈性等物理屬性，方法簡單，計算量相對于現(xiàn)有算法更簡單，結(jié)果更加的準(zhǔn)確。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例中，上述超聲波的頻率為I兆赫茲到50兆赫茲；上述低頻聲波的頻率為10赫茲到10000赫茲；上述復(fù)合聲波的發(fā)源地至目標(biāo)物體的距離為:2毫米至200毫米。超聲波的頻率、低頻聲波的頻率和復(fù)合聲波的發(fā)源地至目標(biāo)物體的距離可以根據(jù)測量不同的目標(biāo)物而對應(yīng)的頻率和距離等。
[0023]在一具體實(shí)施例中，對人體的肝臟進(jìn)行檢測，選擇超聲波發(fā)生器附著在電致伸縮器(一種低頻聲波發(fā)生器)上的形式發(fā)射復(fù)合聲波，因為肝臟位于人體的內(nèi)部較深位置，所以選擇可以透射到肝臟位置的頻率的超聲波，應(yīng)當(dāng)注意的是，如果頻率過高可能會傳遞不到肝臟，如果頻率太低，大部分全部透射過肝臟，使得反射波太少，所以本實(shí)施例中選擇超聲波的頻率為3.5兆赫茲，低頻聲波的頻率為500赫茲，而聲源位于肝臟的距離約為100毫米，超聲波與低頻聲波的幅度比為常數(shù)。超聲波發(fā)生器發(fā)射頻率為3.5兆赫茲的超聲波至肝臟，電致伸縮器震動發(fā)射頻率為500赫茲的低頻聲波至肝臟，500赫茲的低頻聲波對肝臟接收到聲波的部位進(jìn)行有規(guī)律的擠壓和拉扯，使頻率為3.5兆赫茲的超聲波在經(jīng)過肝臟的擠壓和拉扯部位反射，超聲波的反射波與發(fā)射波的對比產(chǎn)生相位變化和幅度變化，通過指定的算法進(jìn)行定量分析肝臟被測位置的硬度，從而判斷肝臟是否存在肝硬化的病變等。
[0024]在另一具體實(shí)施例中，對人體頸動脈進(jìn)行檢測，選擇超聲波發(fā)生器附著在電致伸縮器上的形式發(fā)射復(fù)合聲波，因為頸動脈位于人體的淺表部位，所以選擇可以透射到頸動脈位置的頻率的超聲波即可，所以選擇超聲波的頻率為10.0兆赫茲，低頻聲波的頻率為500赫茲。500赫茲的低頻聲波對頸動脈接收到聲波的部位進(jìn)行有規(guī)律的擠壓和拉扯，使頻率為10.0兆赫茲的超聲波在經(jīng)過頸動脈的擠壓和拉扯部位反射，經(jīng)過濾波等處理后，超聲波的反射波由于500赫茲低頻聲波對頸動脈的影響而產(chǎn)生相位變化和幅度變化，通過指定的算法進(jìn)行定量分析頸動脈被測位置的硬度，從而判斷頸動脈是否存在硬化的病變等，當(dāng)然，也可以依據(jù)校準(zhǔn)后的硬度推導(dǎo)出頸動脈表面張力的變化，從而連續(xù)測量頸動脈的血壓坐寸O
[0025]本發(fā)明在一實(shí)施例中，以脈沖的形式發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波，同時以連續(xù)波的方式發(fā)送固定頻率和幅度的低頻聲波。發(fā)射超聲波的設(shè)備可以作為接收超聲波的設(shè)備存在，大大簡化了系統(tǒng)本身，也降低了檢測設(shè)備的成本。比如在一具體實(shí)施例中，發(fā)射超聲波和接收超聲波的反射波的設(shè)備均為同一個壓電薄膜，而發(fā)射低頻聲波的設(shè)備為壓電陶瓷片，成本低，性能穩(wěn)定。如果發(fā)射超聲波和接收超聲波的反射波的設(shè)備為同一設(shè)備時，需要注意發(fā)射超聲波和接收超聲波的時間間隔，防止在接收超聲波的反射波的時候超聲波的發(fā)射波還在發(fā)射而相互影響，影響檢測的結(jié)果。
[0026]參照圖2，本發(fā)明實(shí)施例，還提供一種檢測物體物理屬性的裝置，包括控制器30、分析器40、超聲波接收器50、低頻聲波發(fā)生器20和超聲波發(fā)生器10 ;所述控制器30連接超聲波發(fā)生器10和低頻聲波發(fā)生器20，并控制超聲波發(fā)生器10和低頻聲波發(fā)生器20的發(fā)射復(fù)合聲波；所述超聲波接收器50連接分析器40，并接收超聲波的反射波，將超聲波的反射波轉(zhuǎn)化為電信號發(fā)送至分析器40，分析器40對比疊加在低頻聲波不同相位所發(fā)出超聲波的反射波的相位變化和幅度變化，分析目標(biāo)物體的物理性屬性，在分析器40中還會進(jìn)行濾波等處理，將無關(guān)的雜波過濾掉。
[0027]在一實(shí)施例中，上述控制器30控制超聲波發(fā)生器10和低頻聲波發(fā)生器20的發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波和低頻聲波的復(fù)合聲波至目標(biāo)物體；低頻聲波在目標(biāo)物體中傳播的時候，會對目標(biāo)物體的組織形成擠壓和拉扯，從而使得超聲波在目標(biāo)物體上的反射波產(chǎn)生相位變化。發(fā)射固定幅度的超聲波和低頻聲波，低頻聲波擠壓和拉扯目標(biāo)物體的施力相同，使目標(biāo)物的變形存在規(guī)律，從而使超聲波的反射波呈現(xiàn)規(guī)律變化。在本實(shí)施例中，低頻聲波使用電致伸縮器發(fā)射，而在一具體實(shí)施例中，將超聲波發(fā)生器10附著在電致伸縮器上，得到方向和聲源位置相同的復(fù)合聲波，而且可以減小發(fā)射超聲波和低頻聲波設(shè)備的體積。為了后期定量分析時的簡單，通常超聲波的幅度和低頻聲波的幅度的比值是一個常數(shù)。所述超聲波接收器50連接分析器40，并接收超聲波的反射波，將反射波轉(zhuǎn)化為電信號發(fā)送至分析器40，分析器40對比超聲波的反射波的相位變化和幅度變化，分析目標(biāo)物體的物理性屬性，因為超聲波的發(fā)射頻率為固定頻率和固定幅度，那么超聲波的發(fā)射波根據(jù)目標(biāo)物體在低頻聲波的擠壓和拉扯下形成反射波，反射波的相位會因為這種擠壓與拉扯產(chǎn)生相位變化；發(fā)射波的幅度也會因為這種擠壓與拉扯產(chǎn)生幅度變化，那么根據(jù)測量到的相位變化和幅度變化，就可以對目標(biāo)物體進(jìn)行定量的分析，得到目標(biāo)物體的硬度、彈性等物理屬性。即目標(biāo)物體由于低頻聲波的影響會出現(xiàn)對超聲波形成低頻正聲壓的反射和低頻負(fù)聲壓下的反射以及無聲壓下的反射，三種不同的反射情況根據(jù)低頻聲波的頻率重復(fù)出現(xiàn)，超聲波的反射波的幅度變化和相位變化與目標(biāo)物體的物理屬性密切相關(guān)，進(jìn)而通過指定的算法可以得到目標(biāo)的物理屬性。比如在分析過程中，可以以低頻聲波O相位時的超聲波的反射波信號作為基準(zhǔn)，對低頻聲波的正聲壓波峰時超聲波的反射波的幅度和相位跟低頻聲波的負(fù)聲壓波谷時超聲波的反射波的幅度和相位進(jìn)行比較，可以定量分析目標(biāo)物的彈性，即超聲波的發(fā)射波和反射波的幅度差與目標(biāo)物體的彈性成正相關(guān)，超聲波的反射波和發(fā)射波的相位差與目標(biāo)物體的彈性成負(fù)相關(guān)。
[0028]本發(fā)明一實(shí)施例中，上述超聲波發(fā)生器10附著于低頻聲波發(fā)生器20，并且發(fā)射端朝向相同；所述超聲波發(fā)生器10的發(fā)射端位于低頻聲波發(fā)生器20的前方，或者位于低頻聲波發(fā)生器20的側(cè)方。也就是說，沒有障礙物遮擋超聲波發(fā)生器10的發(fā)射方向，否者會影響超聲波的發(fā)射，影響最終的檢測結(jié)果。本發(fā)明一實(shí)施例中，上述超聲波發(fā)射器為壓電薄膜傳感器，不同的壓電薄膜傳感器可以產(chǎn)生不同頻段的超聲波；上述低頻聲波發(fā)生器20為壓電陶瓷片21，也可以是動圈揚(yáng)聲器等低頻振動部件。在一具體實(shí)施例中，壓電薄膜附著于壓電陶瓷片的震動部件上，通過不同的激勵，就可以得到超聲波和低頻聲波的復(fù)合聲波，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低廉，發(fā)射聲波的頻率和幅度穩(wěn)定，可方便地獲取最終檢查的結(jié)果。如圖3所示，低頻聲波發(fā)生器20為壓電陶瓷揚(yáng)聲器21，壓電陶瓷揚(yáng)聲器21安裝在金屬片22上，而超聲波發(fā)生器為壓電薄膜傳感器11，壓電薄膜傳感器11覆蓋安裝在壓電陶瓷揚(yáng)聲器21的外表面上，在使用的時候，同時激勵壓電陶瓷揚(yáng)聲器21和壓電薄膜傳感器11，得到復(fù)合聲波；本實(shí)施例中，所述的壓電薄膜傳感器11可以替換為壓電陶瓷傳感器。
[0029]本發(fā)明一實(shí)施例中，上述低頻聲波發(fā)生器20發(fā)射聲波的頻率為10赫茲到10000赫茲；所述超聲波發(fā)生器10發(fā)射超聲波的頻率為I兆赫茲到50兆赫茲。超聲波的頻率、低頻聲波的頻率和復(fù)合聲波的發(fā)源地至目標(biāo)物體的距離可以根據(jù)測量不同的目標(biāo)物而對應(yīng)的頻率和距離等，通常超聲波發(fā)生器至目標(biāo)物體的距離為2毫米至200毫米。
[0030]在一具體實(shí)施例中，對人體的肝臟進(jìn)行檢測，選擇壓電薄膜11附著與壓電陶瓷片21的震動部件上發(fā)射復(fù)合聲波，因為肝臟位于人體的內(nèi)部較深位置，所以選擇可以透射到肝臟位置的頻率的超聲波，應(yīng)當(dāng)注意的是，如果頻率過高可能會傳遞不到肝臟，如果頻率太低，大部分全部透射過肝臟，使得反射波太少，所以本實(shí)施例中選擇超聲波的頻率為3.5兆赫茲，低頻聲波的頻率為500赫茲，而聲源位于肝臟的距離約為100毫米，一般為緊貼人體皮膚，超聲波與低頻聲波的幅度比為常數(shù)。壓電薄膜11發(fā)射頻率為3.5兆赫茲的超聲波至肝臟，壓電陶瓷片發(fā)射頻率為500赫茲的低頻聲波至肝臟，500赫茲的低頻聲波對肝臟接收到聲波的部位進(jìn)行有規(guī)律的擠壓和拉扯，使頻率為3.5兆赫茲的超聲波在經(jīng)過肝臟的擠壓和拉扯部位反射，超聲波的反射波與發(fā)射波的對比產(chǎn)生相位變化和幅度變化，通過指定的算法進(jìn)行定量分析肝臟被測位置的硬度，從而判斷肝臟是否存在肝硬化的病變等。
[0031]在另一具體實(shí)施例中，對人體頸動脈進(jìn)行檢測，選擇壓電薄膜附著與壓電陶瓷片的震動部件上發(fā)射復(fù)合聲波，因為頸動脈位于人體的淺表部位，所以選擇可以透射到頸動脈位置的頻率的超聲波即可，所以選擇超聲波的頻率為10.0兆赫茲，低頻聲波的頻率為500赫茲。500赫茲的低頻聲波對頸動脈接收到聲波的部位進(jìn)行有規(guī)律的擠壓和拉扯，使頻率為10.0兆赫茲的超聲波在經(jīng)過頸動脈的擠壓和拉扯部位反射，經(jīng)過濾波等處理后，超聲波的反射波由于500赫茲低頻聲波對頸動脈的影響而產(chǎn)生相位變化和幅度變化，通過指定的算法進(jìn)行定量分析頸動脈被測位置的硬度，從而判斷頸動脈是否存在硬化的病變等，當(dāng)然，也可以依據(jù)校準(zhǔn)后的硬度推導(dǎo)出頸動脈表面張力的變化，從而連續(xù)測量頸動脈的血壓坐寸ο
[0032]本發(fā)明一實(shí)施例中，所述控制器30控制低頻聲波發(fā)生器20和超聲波發(fā)生器10以脈沖的形式發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波和低頻聲波，發(fā)射超聲波的設(shè)備可以作為接收超聲波的設(shè)備存在，大大簡化了系統(tǒng)本身，即所述超聲波發(fā)生器10與超聲波接收器50 —體設(shè)計，進(jìn)一步的節(jié)約檢測設(shè)備的生產(chǎn)成本。比如在一具體實(shí)施例中，發(fā)射超聲波和接收超聲波的反射波的設(shè)備均為同一個壓電薄膜，而發(fā)射低頻聲波的設(shè)備為壓電陶瓷片，成本低，性能穩(wěn)定。如果發(fā)射超聲波和接收超聲波的反射波的設(shè)備為同一設(shè)備時，需要注意控制發(fā)射超聲波和接收超聲波的時間間隔，防止在接收超聲波的反射波的時候超聲波的發(fā)射波還在發(fā)射而相互影響，影響檢測的結(jié)果。
[0033]本發(fā)明的檢測物體物理屬性的裝置，控制器30控制低頻聲波發(fā)生器20發(fā)射低頻聲波至目標(biāo)物體，低頻聲波會對目標(biāo)物體進(jìn)行擠壓和拉扯；控制器30控制超聲波發(fā)生器10發(fā)射的超聲波在被擠壓和拉扯的目標(biāo)物體上發(fā)生反射，反射波會與發(fā)射的超聲波形成相位差，而且超聲波的發(fā)射波幅度也會減弱與發(fā)射波形成幅度差，分析器40根據(jù)所述的相位差和幅度差，就可以定性的分析目標(biāo)物體的硬度、彈性等物理屬性，方法簡單，計算量相對于現(xiàn)有算法更簡單，結(jié)果更加的準(zhǔn)確。
[0034]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測物體物理屬性的方法，其特征在于，包括步驟: 發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波和低頻聲波的復(fù)合聲波至目標(biāo)物體； 接收所述超聲波從目標(biāo)物體上所反射回來的反射波； 對比超聲波在疊加的低頻聲波不同相位反射波的相位變化和幅度變化，分析目標(biāo)物體的物理屬性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測物體物理屬性的方法，其特征在于，所述發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波和低頻聲波的復(fù)合聲波至目標(biāo)物體的實(shí)現(xiàn)方式包括: 通過將超聲波發(fā)生器附著在低頻聲波發(fā)生器上進(jìn)行超聲波發(fā)射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測物體物理屬性的方法，其特征在于，所述超聲波的頻率為1兆赫茲到50兆赫茲；所述低頻聲波的頻率為10赫茲到10000赫茲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測物體物理屬性的方法，其特征在于，所述復(fù)合聲波的發(fā)源地至目標(biāo)物體的距離為: 2毫米至200毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的檢測物體物理屬性的方法，其特征在于，所述發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波和低頻聲波的復(fù)合聲波至目標(biāo)物體的步驟包括: 以脈沖的形式發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波；同時，在測試期間以連續(xù)的方式發(fā)送固定頻率和幅度的低頻聲波。
6.一種檢測物體物理屬性的裝置，其特征在于，包括控制器、分析器、超聲波接收器、低頻聲波發(fā)生器和超聲波發(fā)生器； 所述控制器連接超聲波發(fā)生器和低頻聲波發(fā)生器，并控制超聲波發(fā)生器和低頻聲波發(fā)生器的發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波和低頻聲波的形成復(fù)合聲波至目標(biāo)物體； 所述超聲波接收器連接分析器，并接收超聲波的反射波，將反射波轉(zhuǎn)化為電信號發(fā)送至分析器，分析器對比疊加在低頻聲波不同相位所發(fā)出超聲波的反射波的相位變化和幅度變化，分析目標(biāo)物體的物理屬性。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測物體物理屬性的裝置，其特征在于，所述超聲波發(fā)生器附著于低頻聲波發(fā)生器，并且發(fā)射端朝向相同； 所述超聲波發(fā)生器的發(fā)射端位于低頻聲波發(fā)生器的前方，或者位于低頻聲波發(fā)生器的側(cè)方。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測物體物理屬性的裝置，其特征在于，所述超聲波發(fā)射器為壓電薄膜傳感器或壓電陶瓷傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測物體物理屬性的裝置，其特征在于，所述低頻聲波發(fā)生器為壓電陶瓷揚(yáng)聲器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測物體物理屬性的裝置，其特征在于，所述低頻聲波發(fā)生器發(fā)射聲波的頻率為10赫茲到10000赫茲；所述超聲波發(fā)生器發(fā)射超聲波的頻率為1兆赫茲到50兆赫茲。
11.根據(jù)權(quán)利要求6-10中任一項所述的檢測物體物理屬性的裝置，其特征在于，所述控制器控制超聲波發(fā)生器以脈沖的形式發(fā)射固定頻率、固定幅度的超聲波，以連續(xù)的方式在測試期間發(fā)送固定頻率和幅度的低頻聲波。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的檢測物體物理屬性的裝置，其特征在于，所述超聲波發(fā)生器至目標(biāo)物體的距離為2毫米至200毫米。
【文檔編號】A61B8/04GK104359972SQ201410609279
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】楊松 申請人:楊松