Summary
Using the spatial impulse response, it is possible to predict the temporal and spatial pressure field distribution of an ultrasound transducer as well as the output signal of the transducer operated in pulse/echo mode for a well-known target under investigation. This prediction requires an a priori chosen surface normal velocity of the active transducer surface, which often does not coincide with the actual surface normal velocity. By contrast, in our work we solve an inverse problem, which yields a spatially discretized weighting function (distribution) for the surface normal velocity of the active transducer surface. Furthermore, this estimated distribution of the surface normal velocity is used to compare simulated data to measured output signals for a transiently excited ultrasound transducer for known targets.
Zusammenfassung
Mit der örtlichen Impulsantwort ("spatial-impulse-response") ist es grundsätzlich möglich, das Schallfeld eines Ultraschalltransducers zeit- und ortsaufgelöst im reinen Sendemodus als auch das Ausgangssignal eines Ultraschalltransducers (betrieben im Puls/Echo-Modus) für ein hinsichtlich seiner akustischen Eigenschaften und geometrischen Abmessungen bekanntes Testobjekt zu berechnen. Dabei wird meist eine bestimmte Verteilung der Oberflächennormalgeschwindigkeit des Transducers angenommen, die nicht den tatsächlichen Gegebenheiten entspricht. In der von uns durchgeführten Forschungsarbeit wird im Gegensatz dazu ein inverses Problem gelöst, das als Ergebnis eine ortsdiskrete Gewichtsfunktion (Verteilung) für die Oberflächennormalgeschwindigkeit des aktiven Transducerbereichs liefert. Die ermittelte örtliche Verteilung der Oberflächennormalgeschwindigkeit wird des Weiteren dazu verwendet, um einen Vergleich zwischen simulierten Daten und tatsächlichen Messdaten eines transient angeregten Ultraschalltransducers für bekannte Testobjekte anzustellen.
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Rupitsch, S., Kindermann, S. & Zagar, B. Solution of a non-linear inverse problem to identify the surface normal velocity of ultrasound transducers. Elektrotech. Inftech. 124, 260–265 (2007). https://doi.org/10.1007/s00502-007-0452-5
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DOI: https://doi.org/10.1007/s00502-007-0452-5
Keywords
- Spherically focused transducer
- Spatial impulse response method
- Inverse problem
- Surface normal velocity distribution