【技术实现步骤摘要】
一种纳秒脉冲电场诱导热声信号处理方法及系统
本专利技术属于热声成像检测领域，尤其涉及的是一种纳秒脉冲电场诱导热声信号处理方法及系统。
技术介绍
针对生物组织电特性参数的成像技术具有重要意义，其有望用于生物检测领域，例如在生物组织发生异常前，能够提前检测目标体并对其进行成像。然而如何深度采集目标体电特性参数获取中间信息，并进行后续准确处理一直是电特性参数成像普遍存在的难题。目前对生物组织电特性参数成像的技术主要有磁声成像、微波热声成像、感应式热声成像等。其中，磁声成像是将目标体置于静磁场中，用注入电流或感应电流激励目标体，电流在静磁场作用下产生洛伦兹力振动形成超声波，探测超声信号，然而该技术需要磁体设备产生静磁场，提高了成像成本。微波热声成像采用微波信号对生物组织进行辐照产生热效应激发超声信号，以超声作为载体，反映生物组织内部微波吸收率差异，得到组织吸收微波的信息，从而进行成像，但是信号在组织中的穿透深度与频率成反比，这导致微波难以透入组织内部进行成像。感应式热声成像通过激励线圈对导电目标体施加MHz量...
【技术保护点】
1.一种纳秒脉冲电场诱导热声信号处理方法，其特征在于，目标体和A，B两个电极的极板间填充绝缘油，采用电极施加纳秒宽的脉冲电压U(t)，通过超声探头采集声信号；利用有限元方法求解得到目标体的电标位，再求解目标体内的电场强度和电流密度；因目标体内的电场强度和电流密度与目标体的电导率分布有关，且目标体的热函数与其电导率分布有关，从而最终获得目标体声信号与电导率的分布关系。/n
【技术特征摘要】
1.一种纳秒脉冲电场诱导热声信号处理方法，其特征在于，目标体和A，B两个电极的极板间填充绝缘油，采用电极施加纳秒宽的脉冲电压U(t)，通过超声探头采集声信号；利用有限元方法求解得到目标体的电标位，再求解目标体内的电场强度和电流密度；因目标体内的电场强度和电流密度与目标体的电导率分布有关，且目标体的热函数与其电导率分布有关，从而最终获得目标体声信号与电导率的分布关系。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，具体处理步骤包括：
将目标体置于目标区域内，在目标体和A，B两个电极的极板之间填充电导率为0的绝缘油，并将超声探头和目标体浸没在绝缘油当中，采用A，B两个电极对目标区域内施加一个纳秒宽的脉冲电压U(t)，通过超声探头采集声信号；
①由于目标体由非导电介质包裹，目标体中的电场是通过电解质感应产生的，因此符合安培定律：
其中，是哈密尔顿算子，J是电流密度，j是虚数单位，E是电场强度，D是电位移矢量，t是时间，ω是频率，ε是介电常数，σ是电导率，由于绝缘油中电导率为0，目标体中介电常数相对于电导率大小能够忽略不计，由此在绝缘油能够忽略σ*的实部，在目标体中能够忽略σ*的虚部，即σ*＝σ；
②由于目标体内中的电场是通过电解质感应产生的，感应的磁场非常小，故采用电准静态近似，纳秒脉冲电场诱导热声成像能够描述为
其中，是电标位，U为上极板的电压，r为区域，∈表示属于关系，Σ1为高压电极板所在平面，Σ2为无限大的平面，Σ3-6为无穷远处的平面，n是边界的法向单位矢量；
③通过上式能够求得目标区域电标位进而目标区域内的电场强度能够描述为：
目标体内的电流密度J为：
J＝σE(4)
由于有电流经过，目标体会吸收焦耳热，热函数H为
H(r,t)＝σE2(r,t...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮，姜文聪，王祥业，张超来，安政昂，宫礼坤，李政哲，宋立景，张秀龙，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，深圳安德勒电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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