全自动3D超声扫场系统

介绍

BRC8090全自动3D超声扫场系统是超声场研究的必备设备，主要应用于超声场（含空气场）的分布式测量，包括声场（超声）定位、焦点定位与测试、声场（超声）校准、声超控技术、人工结构声场研究、超声造影成像技术研究、超声力学效应研究、压力映射测量、波束分析、声辐射力研究等应用。系统包含高精度三维扫描运动控制系统、高速示波器采集卡、针式水听器及放大器、高性能处理器等硬件平台，以及配套的运动控制软件和数据后处理软件，以保证高精度测量和测试结果的图形化显示，大大提升科研效率。

对于此款全自动3D超声扫场系统，其成像过程主要分为以下四个阶段：

1)超声源激励阶段：此阶段脉冲信号发生器经功率放大器驱动实验环境下（水场、空气场等）的超声探头，使其发出超声波激励；

2)水听器运动采集阶段：此阶段依托机械电气结构，主控系统控制水听器运动实现三维扫场，同时配合同步触发信号，控制激励源与数据采集同步，进而获取有效的实时数据；

3)电信号呈现阶段：此阶段根据采集获取到的电压数据进行强度呈现，主控系统为不同的电压幅值渲染不同的颜色，可以直观地观测到电压场的分布情况；

4)超声成像阶段：此阶段主控系统利用实际获取的电信号，结合传感器的灵敏度系数进行计算、解析和成像，以达到符合国家标准的后处理参数的要求。

以下为超声成像过程对应的完整信号链路：

硬件系统

硬件系统即由硬件设备组成的实体运行系统，它具有存储、运行、控制和管理等功能，它的作用是处理用户的输入和输出信息，并且能够处理各种计算、存储和控制任务。

全自动3D超声扫场系统配置三轴运动控制平台，测试台架、三部伺服电机及其驱动器、配套模组、水箱、针式水听器及专用夹具，以及水平仪，以满足测量要求所需的规格标准；另外配有高性能工控机，附有高速示波器采集卡和高精度运动控制卡，以实现高速采集和超声扫场的运动控制。

软件系统

软件系统即由软件组成的虚拟运行系统，它的作用是实现硬件系统的功能，它可以用来控制、管理和协调硬件系统中的每个部分，以及实现特定应用程序在硬件系统中的运行。对于全自动3D超声扫场系统而言，主要体现在其强大的运动控制和数据后处理软件，以下对这两套软件分别进行讲解：

1) 三维扫场运动控制软件

三维扫场运动控制软件是用于声场3D扫面系统的人机交互界面，主要完成运动控制、信号采集以及数据保存等功能，与工控机、三维运动平台配合完成所需的测试功能，是整个系统的重要组成部分。本软件界面功能清晰，易于操作。

该运动控制软件主要用于独立运动控制、三维扫场轨迹控制和测试波形以及测试结果实时显示和测试数据保存。关键功能如下表：

以下三维扫场运动控制软件的操作展示：

2) 数据后处理软件

数据后处理软件是用于对扫场生成的数据进行处理和分析，主要集中于对原始电信号和声学信号的计算，致力于业内较为关注的参数、图表、3D图像呈现及算法实现。拥有较为强大的数据处理分析能力和展示功能，界面整洁，防呆性强且易于操作。

该软件主要对电压（采集到的原始电信号）和声压（根据灵敏度等参数转换而来）的关键参数进行说明和解析。如下表：

以下数据后处理软件的数据加载：

以下数据后处理软件的数据分析：

总结

此款全自动3D超声扫场系统支持声场（超声）定位、测试和校准，适用于声超控技术、超声造影成像技术和人工结构声场技术等多种超声场分布式场景，为科学基础研究的垂直化场景和细分化领域提供高效的科研工具。同时，此系统亦将开放云接口，支持链接博锐创的云平台，轻松实现无缝上云、远程实验和维护，进一步实现数据的深度挖掘，提高用户的投入产出比。