超声波成像探究

超声波是指频率超过人类耳朵可以听到的最高阈值20千赫的任何声波或振动。 它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。利用超声波的一系列特性，我们可以验证超声波的传播良好的方向性，在此基础上进一步讨论超声波跟电磁波相似的干涉和衍射现象等。

研究课题（一）

双超声波干涉偏移法测量流体流速

研究了一种基于两个波源的双超声波干涉偏移法测量流体流速。为实现双超声波干涉偏移方法，推导了利用介质流动造成的偏移效应来测量流体速度的近似公式。还利用超声波信号干涉的方程揭示出了流体的流速与超声波信号干涉强度之间的关系，并结合计算机模拟和分析了这种关系，获得了曲线的线性近似的适用范围。最后利用CASSY Lab系统平台对气体流速进行了测量和验证，分析了实验误差。

研究课题（二）

非均匀介质驻波声场纹影法成像及其声速测量的改善

研究了利用超声波驻波声场的声能量密度在空间呈周期分布的性质，结合纹影法，对空气介质中的28kHz超声波形成的驻波声场进行成像，使得超声波驻波声场的某些特性可视化，进而更加精准测量其波长和声速值。为使图像更加形象可视，在MATLAB中先对纹影图像做灰度直方图均衡化，再进行灰度-颜色映射处理，得到了较好伪彩色纹影图。

研究成果展示

1.张正康,周天赐,韩杰克,陈水桥.基于超声波干涉的峰谷法计算声速值及实验误差探讨.物理实验,2011,31(4):42-45.

2.周天赐,陈水桥.基于超声波干涉的拟合法计算声速值及其误差分析.浙江大学学报(理学版),2011,38（4）：400-404.

3.陈水桥,郑远,王鲲,王宙洋,何亮.双超声波干涉偏移法测量流体流速.实验技术与管理，201,36(1):58-61.

4．陈水桥，程诗卓，郭鹍，陆子毅，许熠辉.非均匀介质驻波声场纹影法成像及其声速测量的改善，实验室研究与探索，2020，39(12):46-50.