基于阻抗匹配层的调节方法和装置、超声换能器及介质

本技术涉及超声波器件，尤其涉及一种基于阻抗匹配层的调节方法和装置、超声换能器及介质。

背景技术：

1、超声换能器的阻抗匹配层是针对特定目标介质设计的，阻抗匹配层一般位于超声换能器和目标介质之间，用于缓解超声换能器和目标介质之间的阻抗，以使得超声换能器发射的超声波能够穿透目标介质到达被测物体，再将反射回来的超声波传回超声换能器。因此，阻抗匹配层的设计影响着超声波的传递与接收。

2、相关技术中，阻抗匹配层是单一材料且结构固定的层级装置，仅能够适用于单一材料的目标介质层，若目标介质的材料更换则超声换能器发射出的超声波则无法穿透。例如，若阻抗匹配层能够穿透材料为水的目标介质，当超声换能器需要应用于颅骨场景时，由于颅骨的阻抗值较大，超声波的能量无法穿透颅骨，导致超声换能器采集反射回来的超声波不准确。因此，如何提高阻抗匹配层适用于不同材料的目标介质，成为了亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术实施例的主要目的在于提出一种基于阻抗匹配层的调节方法和装置、超声换能器及介质，能够通过调节件的位置移动改变透射率，以适用于不同介质层。

2、为实现上述目的，本技术实施例的第一方面提出了一种基于阻抗匹配层的调节方法，所述方法包括：

3、应用于阻抗匹配组件，所述阻抗匹配组件包括：管道，所述管道设有在所述管道内移动的调节件，所述调节件移动以将所述管道内划分成至少两个空腔区域，每一所述空腔区域设有可调介质层；所述方法包括：

4、获取原始透射率预估模型；其中，所述原始透射率预估模型表征超声波穿过目标介质层后的透射率和所述目标介质层的介质参数之间的关系；其中，所述目标介质层包括：调节件、待测物和所述可调介质层，所述介质参数包括：阻抗值和厚度值；

5、获取所述待测物的介质参数得到参考介质参数，获取所述调节件的介质参数得到组件介质参数，获取所述可调介质层的阻抗值得到选定阻抗值；

6、将所述参考介质参数、所述组件介质参数和所述选定阻抗值输入至所述原始透射率预估模型进行模型重构，得到目标透射率预估模型；其中，所述目标透射率预估模型表征所述可调介质层的厚度值与透射率之间的关系；

7、获取目标透射率，并根据所述目标透射率和所述原始透射率预估模型进行厚度值度量，得到预估厚度值；

8、根据所述预估厚度值将所述调节件在所述管道内移动，以调节每一所述可调介质层达到所述预估厚度值。

9、在一些实施例，在所述获取原始透射率预估模型之前，所述方法还包括：

10、构建所述原始透射率预估模型，具体包括：

11、获取每一候选介质层的介质参数得到候选介质参数；

12、获取所述候选介质层的声波传输数据；其中，所述声波传输数据是预设频率的超声波经过每一所述候选介质层后声压数据、声速数据；

13、根据所述声波传输数据和所述候选介质参数进行模型构建，得到候选透射率预估模型；其中，所述候选透射率预估模型表征每一所述候选介质层的候选介质参数和所述声波传输数据之间的关系；

14、获取目标介质层的介质参数得到目标介质参数；

15、根据所述目标介质参数对所述候选透射率预估模型进行模型筛选处理，得到所述原始透射率预估模型。

16、在一些实施例，所述声波传输数据包括：每一所述候选介质层的入射声压数据和反射声压数据、每一所述候选介质层的入射声速数据和反射声速数据；所述根据所述声波传输数据和所述候选介质参数进行模型构建，得到候选透射率预估模型，包括：

17、将每一所述候选介质层的所述入射声压数据、所述反射声压数据构建成声压连续模型；

18、将每一所述候选介质层的所述入射声速数据、所述反射声速数据构建成声速连续模型；

19、根据预设的声速声压映射关系式、所述声压连续模型和所述声速连续模型进行相位变换度量，得到相位变化矩阵；

20、根据所述相位变化矩阵和所述候选介质参数构建成所述候选透射率预估模型。

21、在一些实施例，所述目标介质参数包括：目标阻抗值和目标厚度值；所述根据所述目标介质参数对所述候选透射率预估模型进行模型筛选处理，得到所述原始透射率预估模型，包括：

22、根据所述目标阻抗值对所述候选透射率预估模型进行筛选处理，得到选定透射率预估模型；

23、根据所述目标厚度值对所述选定透射率预估模型进行参数调整，得到所述原始透射率预估模型。

24、在一些实施例，所述参考介质参数包括：参考阻抗值、参考厚度值；所述组件介质参数包括：组件阻抗值和组件厚度值；将所述参考介质参数、所述组件介质参数和所述参考阻抗值输入至所述原始透射率预估模型进行模型重构，得到目标透射率预估模型，包括：

25、将所述参考阻抗值、所述组件阻抗值和所述选定阻抗值对所述原始透射率预估模型的模型参数进行更换处理，得到初步透射率预估模型；

26、根据所述参考厚度值和所述组件厚度值对所述初步透射率预估模型的模型参数进行更换处理，得到所述目标透射率预估模型。

27、在一些实施例，在所述根据所述参考厚度值和所述组件厚度值对所述初步透射率预估模型的模型参数进行更换处理，得到所述目标透射率预估模型之后，所述方法还包括：

28、更新所述目标透射率预估模型，具体包括：

29、获取所述目标介质层更新的介质参数，得到介质更新参数；

30、根据所述介质更新参数对所述目标透射率预估模型进行更新。

31、在一些实施例，所述管道上开设有刻度槽，所述调节件上设有沿所述刻度槽移动的螺栓；所述根据所述预估厚度值将所述调节件在所述管道内移动，以调节每一所述可调介质层达到所述预估厚度值，包括：

32、根据每一所述可调介质层的所述预估厚度值进行刻度转换处理，得到目标刻度值；

33、将所述螺栓沿着所述刻度槽移动至所述目标刻度值，以带动所述调节件将所述可调介质层的厚度达到所述预估厚度值。

34、为实现上述目的，本技术实施例的第二方面提出了一种超声换能器，所述超声换能器包括：阻抗匹配组件和超声声源；所述阻抗匹配组件包括：管道，所述管道设有在所述管道内移动的调节件，所述管道上开设有刻度槽，所述调节件上设有沿所述刻度槽移动的螺栓，通过所述螺栓移动带动所述调节件将所述管道内划分成至少两个空腔区域，每一所述空腔区域设有可调介质层。

35、为实现上述目的，本技术实施例的第三方面提出了一种基于阻抗匹配层的调节装置，应用于阻抗匹配组件，所述阻抗匹配组件包括：管道，所述管道设有在所述管道内移动的调节件，所述调节件移动以将所述管道内划分成至少两个空腔区域，每一所述空腔区域设有可调介质层；所述装置包括：

36、模型获取模块，用于获取原始透射率预估模型；其中，所述原始透射率预估模型表征超声波穿过目标介质层后的透射率和所述目标介质层的介质参数之间的关系；其中，所述目标介质层包括：调节件、待测物和所述可调介质层，所述介质参数包括：阻抗值和厚度值；

37、参数获取模块，用于获取所述待测物的介质参数得到参考介质参数，获取所述调节件的介质参数得到组件介质参数，获取所述可调介质层的阻抗值得到选定阻抗值；

38、模型重构模块，用于将所述参考介质参数、所述组件介质参数和所述选定阻抗值输入至所述原始透射率预估模型进行模型重构，得到目标透射率预估模型；其中，所述目标透射率预估模型表征所述可调介质层的厚度值与透射率之间的关系；

39、厚度度量模块，用于获取目标透射率，并根据所述目标透射率和所述原始透射率预估模型进行厚度值度量，得到预估厚度值；

40、位置调节模块，用于根据所述预估厚度值将所述调节件在所述管道内移动，以调节每一所述可调介质层达到所述预估厚度值。

41、为实现上述目的，本技术实施例的第四方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的方法。

42、本技术提出的基于阻抗匹配层的调节方法和装置、超声换能器及介质,其通过设置调节件在管道内，以通过调节件将管道内的可调介质分区，以实现可调介质厚度的自动控制。当确定了超声波会穿过多少介质后构建对应的目标透射率预估模型，且确定目标透射率之后，根据目标透射率和目标透射率预估模型即可计算出可调介质的预估厚度值，以根据预估厚度值控制调节件移动，以实现可调介质的阻抗匹配，那么超声波的能量可以完全透过经过的介质层，以完成超声波检测，使得超声波检测适用于多种场景，且操作简易。