【技术实现步骤摘要】
利用激光干涉检测超声空化的方法及其装置
[0001]本申请涉及超声空化的检测技术，尤其涉及利用激光干涉检测超声空化的方法及其装置。
技术介绍
[0002]聚焦超声系统根据其强度一般在聚焦点生成加热点和空化效应，反应在水中则是气泡的连续生成、爆炸裂解，调节供能强度气泡团大小可从直径0.01mm的球体增加至10mm的球体不等。
[0003]目前已有的检测的手段多是直接检测空化点气泡爆炸产生的振动，多采用声学装置进行检测。但是，对于聚焦焦点距离换能器近的设备，利用声学装置进行检测时会受到换能器本身的振动影响，导致检测精度大大下降。
[0004]激光传感器有被应用于工厂检测设备是否漏气。该检测是基于激光的衰减而进行的。激光通过反射回路穿过被测气体后，部分光被泄露气体吸收，使得最终被检测到的激光衰减，由此确定气体泄漏。在超声空化中，激光对于几毫米而且内部处于瞬时真空的空化点而言，其衰减程度很难达到探测要求。
技术实现思路
[0005]鉴于上述问题，本申请提出一种利用激光干涉检测超声空化的方法及其装置。<...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用激光干涉检测超声空化的方法，其包括：利用第一激光发生器产生第一激光，利用第二激光发生器产生第二激光；第一激光与第二激光的频率相同；利用干涉光接收器接收第一激光与第二激光的干涉光；第一激光经历的第一光路与第二激光经历的第二光路路程相同；第一激光发生器、第二激光发生器、干涉光接收器位置固定地安装在平台上；干涉光接收器为光敏二极管阵列以及示波器或者CMOS阵列以及示波器；仅打开第一激光器用第一激光穿过超声发生器阵列的聚焦区域；若光敏二极管阵列光接收器所接收的激光光强较之未启动超声发生器阵列时的干涉光发生了变化，则确定第一激光穿过了较大的超声空化气泡；若光敏二极管阵列接收器所接收的干涉光较之未启动超声发生器阵列时的干涉光没有发生变化，则确定第一激光没有超声空化气泡或产生了较小的空化气泡；此时将光敏二极管阵列光接收器更换为CMOS阵列光接收器，并打开第二激光器，若CMOS阵列光接收器所接受的干涉光较之未启动超声发生器阵列时的干涉光发生了变化，则确定第一激光穿过了较小的超声空化气泡。2.根据权利要求1所述的利用激光干涉检测超声空化的方法，其特征在于：通过平移或转动平台，确定超声空化气泡的位置和范围。3.根据权利要求2所述的利用激光干涉检测超声空化的方法，其特征在于：CMOS阵列示波器的波形为其中，W0为气泡生成后光线折射导致的光线路程变形的速率，为初始位置，e为系统误差，由于半导体激光器由启动到稳定之间有1
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2ns的不稳定状态，当空化泡出现距离距离光源小于30cm时，该误差无法避免，设置光源时应尽量留出这段距离；e0为随机误差；通过平移或转动平台，获得波形W1，W2，W4，W5；其中，其中，其中，其中，其中，从各个角度的示波器波形可以反解出干涉光的以及光线路程的变形速率W0；由于气泡尺寸参数a＝2πR/λ中R为气泡半径，λ为光速，微小气泡的半径在10μm
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1mm量级上，其散射光非常弱，光程变化量主要由激光穿过气泡造成的折射光路变化影响，根据介质的折射率以及光程变形速率W0，再通过测量超声聚焦阵列工作时干涉光波形发生变化时的变化波形区间的时间以及变化波形的相位变化，即可求得激光通路在气泡的范围尺寸，通过比较波形变化时与trigger信号的时间差，即可求得气泡距离激光源的距离。4.根据权利要求2所述的利用激光干涉检测超声空化的方法，其特征在于：通过比较第一光路穿过超声空化气泡和没有穿过超声空化气泡时的光敏二极管阵列示波器的波形W的差异，激光会在穿过较大的超声空化泡之后发生散射，光敏二极管阵列波形切换至偏离激光光路的位置，通过散射光信号：其中，Ψ为入射光电矢量与观测平面的夹角，i1和i2为强度分布函数，其通过固定散射
光与入射光的夹角并以同等强度的聚焦超声在水介质中生成相同大小的空化泡拟合而来，当处于不同介质中时，气泡尺寸参数不变，其与折射率的关系亦需要重新拟合；当空化泡较小时，使用第一光路与第二光路干涉测量，根据权利要求3所求得的波形对未产生空化时的波形进行差异比较，并规定空化区域负压峰值为10Mpa时的波形差异作为基准单位，测量其他情况下的波形差异即可确定超声空化气泡在该光路路径上的强度。5.根据权利要求2所述的利用激光干涉检测...
【专利技术属性】
技术研发人员：白智诚，彭道响，郝兆义，
申请(专利权)人：北京小超科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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