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一种全息 微波弹性成像方法及装置

阅读：1037发布：2020-05-18

专利汇可以提供一种全息微波弹性成像方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明实施例公开了一种全息微波弹性成像方法，包括如下步骤：微波发射单元连续发出同一频率的微波，并且同一平面的微波接收单元接受散射微波和反射微波；根据散射微波和反射微波的相位和幅值，重构被测目标的图像；区分被测目标不同位置的强散射强反射区域，确定被测目标的全方位立体图；装置一号检测门和二号检测门，一号检测门和二号检测门的中心线上设有若干均匀分布的激励产生器，激励产生器两侧的一号检测门和二号检测门上分别均设有若干个用于接收散射微波的微波接收器；本方案形象化的展示被测目标的内部和表象结构特征，实现对产品的在线立即检测，既能实现对产品的全面检测，同时在检测完成后可实现产品的标准复位。，下面是一种全息微波弹性成像方法及装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种全息微波弹性成像方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤100、微波发射单元连续发出同一频率的微波，并且同一平面的微波接收单元接受散射微波和反射微波；
步骤200、根据散射微波和反射微波的相位和幅值，重构被测目标的图像；
步骤300、区分被测目标不同位置的强散射强反射区域，确定被测目标的全方位立体图。
2.根据权利要求1所述的一种全息微波弹性成像方法，其特征在于：在步骤100中共有一组相对平行的检测面，两组检测面上分别设有微波发射单元和微波接收单元组成，所述微波接收单元连接有过滤校准单元，所述过滤校准单元过滤被测目标被动发出的微波信号，且所述过滤校准单元确保所述微波接收单元只接收同侧的所述微波发射单元的散射微波和反射微波信号。
3.根据权利要求2所述的一种全息微波弹性成像方法，其特征在于：两组所述微波接收单元分别接收同侧检测面的所述微波发射单元的输出信号，并且两组所述微波接收单元的数据通过数模转换器生成关于被测目标的侧视图像，两组所述侧视图像组合拼接生成完整的被测目标表面图像。
4.一种根据权利1-3任一项所述的全息微波弹性成像装置，其特征在于，包括利用全息微波对被测目标两个平行侧面检测的一号检测门(1)，以及利用全息微波对被测目标另两个平行侧面检测的二号检测门(2)，所述一号检测门(1)和所述二号检测门(2)的中心线上设有若干均匀分布的激励产生器(3)，所述激励产生器(3)两侧的所述一号检测门(1)和所述二号检测门(2)上分别均设有若干个用于接收散射微波的微波接收器(4)。
5.根据权利要求4所述的一种全息微波弹性成像装置，其特征在于：所述一号检测门(1)两个平行侧面的所述微波接收器(4)的输出信号经过所述数模转换器(5)生成关于被测目标的侧视立体图，所述二号检测门(2)两个平行侧面的所述微波接收器(4)的输出信号经过所述数模转换器(5)生成关于被测目标的正视立体图，将所述侧视立体图和正视立体图组合拼接生成被测目标的全方位立体图。
6.根据权利要求4所述的一种全息微波弹性成像装置，其特征在于，所述一号检测门(1)和所述二号检测门(2)之间设有用于转移被测目标的输送辊带(6)，所述输送辊带(6)上设有若干均匀分布的切割圆形槽(7)，所述输送辊带(6)的辊条在所述切割圆形槽(7)的位置设有C字形夹孔(8)，所述切割圆形槽(7)内设有置物圆形板(9)，所述置物圆形板(9)由若干个紧密分布的条形板(901)组成，两个相邻的条形板(901)之间通过铰接杆(902)活动连接，所述条形板(902)的两端分别安插在所述C字形夹孔(8)内并沿着所述C字形夹孔(8)活动旋转。
7.根据权利要求6所述的一种全息微波弹性成像装置，其特征在于，每个所述条形板(901)的下表面设有弧形齿板(10)，所有所述条形板(901)的所述弧形齿板(10)组成一个圆环齿板(11)，所述圆环齿板(11)的中心位置与所述置物圆形板(9)的中心位置重合。
8.根据权利要求7所述的一种全息微波弹性成像装置，其特征在于，所述一号检测门(1)和所述二号检测门(2)之间以及所述二号检测门(2)的末端设有用于驱动所述置物圆形板(9)旋转的驱动组件(12)，所述一号检测门(1)和所述二号检测门(2)之间的驱动组件(12)将被测目标转向至正面检测，所述二号检测门(2)末端的驱动组件(12)将被测目标复位，所述驱动组件(12)包括与所述圆形齿板(11)啮合驱动的旋转齿轮(121)，以及带动所述旋转齿轮(121)转动的电动电机(122)，所述电动电机(122)驱动所述旋转齿轮(121)与所述圆形齿板(11)啮合以实现所述置物圆形板(9)旋转。
9.根据权利要求6所述的一种全息微波弹性成像装置，其特征在于，所述输送辊带(6)在所述切割圆形槽(7)的槽边设有十字连线分布的挡块(13)，所述条形板(901)的两端设有两个关于所述切割圆形槽(7)中心对称分布的限位片(14)，所述限位片(14)和挡块(13)配合作用限制所述置物圆形板(9)旋转90°。
10.根据权利要求6所述的一种全息微波弹性成像装置，其特征在于，两个相邻所述条形板(901)下表面的弧形齿板(10)之间设有用于方便转向的补偿间距(15)，所述补偿间距(15)的宽度大于所述弧形齿板(10)的齿条间隙宽度，所述圆环齿板(11)表面设有与所述弧形齿板(10)的齿条间隙相互啮合的小齿条(16)以及与所述补偿间距(15)相互啮合的大齿条(17)。

说明书全文

一种全息微波弹性成像方法及装置

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及全息微波成像技术领域，具体涉及一种全息微波弹性成像方法及装置。

背景技术

[0002] 微波全息是获得目标微波图像的全息摄影方法，是全息显示术的一个重要部分。用微波全息术获得的目标反射或散射的微波图像，可以是目标的外观像或介质目标内部的结构成像，也可以是空间电磁场分布的直观显示。

[0003] 微波成像是指以微波作为信息载体的一种成像手段，其原理是用微波照射被测物体，然后通过物体外部散射场的测量值来重构物体的形状或(复)介电常数分布。由于介电常数大小与生物组织含水量密切相关，故微波成像非常适合对生物组织成像，当大的不连续性限制了超声波成像的效率，生物组织的低密度限制了X射线的使用时，微波却可以发挥独特的作用，获得其它成像手段无法获得的信息。

[0004] 因此利用全息微波进行弹性成像，即可发现被测目标内部的不同位置的弹性变化，常用于医学的病理检测以及被测目标的阵元损坏影响，但是现有在生产线上利用微波弹性成像检测的方式大多只对一组平行表面检测，不能对产品进行全方位的精细检测，也不方便应用在产品的生产质量检测线上，对于质量要求非常高的产品来说，妨碍生产质量的有效监控。

发明内容

[0005] 为此，本发明实施例提供一种全息微波弹性成像方法及装置，采用形象化的展示被测目标的内部和表象结构特征，检测全面，精确度高，并且弹性成像方式可应用在生产流水线上，实现对产品的在线立即检测，检测产品的内部损坏情况，而不妨碍产品在下一个工位的正常操作，既能实现对产品的全面检测，同时在检测完成后可实现产品的标准复位，以解决现有技术中不能对产品进行全方位的精细检测，也不方便应用在产品的生产质量检测线上，对于质量要求非常高的产品来说，妨碍生产质量的有效监控的问题。

[0006] 为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：一种全息微波弹性成像方法，包括如下步骤：

[0007] 步骤100、微波发射单元连续发出同一频率的微波，并且同一平面的微波接收单元接受散射微波和反射微波；

[0008] 步骤200、根据散射微波和反射微波的相位和幅值，重构被测目标的图像；

[0009] 步骤300、区分被测目标不同位置的强散射强反射区域，确定被测目标的全方位立体图。

[0010] 作为本发明的一种优选方案，在步骤100中共有一组相对平行的检测面，两组检测面上分别设有微波发射单元和微波接收单元组成，所述微波接收单元连接有过滤校准单元，所述过滤校准单元过滤被测目标被动发出的微波信号，且所述过滤校准单元确保所述微波接收单元只接收同侧的所述微波发射单元的散射微波和反射微波信号。

[0011] 作为本发明的一种优选方案，两组所述微波接收单元分别接收同侧检测面的所述微波发射单元的输出信号，并且两组所述微波接收单元的数据通过数模转换器生成关于被测目标的侧视图像，两组所述侧视图像组合拼接生成完整的被测目标表面图像。

[0012] 另外，本发明还提供一种全息微波弹性成像装置，包括利用全息微波对被测目标两个平行侧面检测的一号检测门，以及利用全息微波对被测目标另两个平行侧面检测的二号检测门，所述一号检测门和所述二号检测门的中心线上设有若干均匀分布的激励产生器，所述激励产生器两侧的所述一号检测门和所述二号检测门上分别均设有若干个用于接收散射微波的微波接收器。

[0013] 作为本发明的一种优选方案，所述一号检测门两个平行侧面的所述微波接收器的输出信号经过所述数模转换器生成关于被测目标的侧视立体图，所述二号检测门两个平行侧面的所述微波接收器的输出信号经过所述数模转换器生成关于被测目标的正视立体图，将所述侧视立体图和正视立体图组合拼接生成被测目标的全方位立体图。

[0014] 作为本发明的一种优选方案，所述一号检测门和所述二号检测门之间设有用于转移被测目标的输送辊带，所述输送辊带上设有若干均匀分布的切割圆形槽，所述输送辊带的辊条在所述切割圆形槽的位置设有C字形夹孔，所述切割圆形槽内设有置物圆形板，所述置物圆形板由若干个紧密分布的条形板组成，两个相邻的条形板之间通过铰接杆活动连接，所述条形板的两端分别安插在所述C字形夹孔内并沿着所述C字形夹孔活动旋转。

[0015] 作为本发明的一种优选方案，每个所述条形板的下表面设有弧形齿板，所有所述条形板的所述弧形齿板组成一个圆环齿板，所述圆环齿板的中心位置与所述置物圆形板的中心位置重合。

[0016] 作为本发明的一种优选方案，所述一号检测门和所述二号检测门之间以及所述二号检测门的末端设有用于驱动所述置物圆形板旋转的驱动组件，所述一号检测门和所述二号检测门之间的驱动组件将被测目标转向至正面检测，所述二号检测门末端的驱动组件将被测目标复位，所述驱动组件包括与所述圆形齿板啮合驱动的旋转齿轮，以及带动所述旋转齿轮转动的电动电机，所述电动电机驱动所述旋转齿轮与所述圆形齿板啮合以实现所述置物圆形板旋转。

[0017] 作为本发明的一种优选方案，所述输送辊带在所述切割圆形槽的槽边设有十字连线分布的挡块，所述条形板的两端设有两个关于所述切割圆形槽中心对称分布的限位片，所述限位片和挡块配合作用限制所述置物圆形板旋转°。

[0018] 作为本发明的一种优选方案，两个相邻所述条形板下表面的弧形齿板之间设有用于方便转向的补偿间距，所述补偿间距的宽度大于所述弧形齿板的齿条间隙宽度，所述圆环齿板表面设有与所述弧形齿板的齿条间隙相互啮合的小齿条以及与所述补偿间距相互啮合的大齿条。

[0019] 本发明的实施方式具有如下优点：

[0020] (1)本发明先对被测目标的两个平行侧面检测，在对被测目标的另两个平行侧面检测，最后将两组检测结构组合拼接为一个全面的立体图，可形象化的展示被测目标的内部和表象结构特征，检测全面，精确度高；

[0021] (2)本发明的弹性成像方式可应用在生产流水线上，实现对产品的在线立即检测，检测产品的内部损坏情况，不需要人工参与，而不妨碍产品在下一个工位的正常操作，既能实现对产品的全面检测，同时在检测完成后可实现产品的标准复位。附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

[0023] 本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

[0024] 图1为本发明实施方式中全息微波弹性成像的流程示意图；

[0025] 图2为本发明实施方式中的弹性成像装置的整体侧视结构示意图；

[0026] 图3为本发明实施方式中的弹性成像原理的结构框图；

[0027] 图4为本发明实施方式中的驱动组件的结构示意图；

[0028] 图5为本发明实施方式中的置物圆形板的俯视结构示意图。

[0029] 图中：

[0030] 1-一号检测门；2-二号检测门；3-激励产生器；4-微波接收器；5-数模转换器；6-输送辊带；7-切割圆形槽；8-C字形夹孔；9-置物圆形板；10-弧形齿板；11-圆环齿板；12-驱动组件；13-挡块；14-限位片；15-补偿间距；16-小齿条；17-大齿条；

[0031] 901-条形板；902-铰接杆；

[0032] 121-旋转齿轮；122-电动电机。

具体实施方式

[0033] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0034] 如图1所示，本发明提供了一种全息微波弹性成像方法，包括如下步骤：

[0035] 步骤100、微波发射单元连续发出同一频率的微波，并且同一平面的微波接收单元接受散射微波和反射微波。

[0036] 在步骤100中共有一组相对平行的检测面，两组检测面上分别设有微波发射单元和微波接收单元组成，所述微波接收单元连接有过滤校准单元，所述过滤校准单元过滤被测目标被动发出的微波信号，且所述过滤校准单元确保所述微波接收单元只接收同侧的所述微波发射单元的散射微波和反射微波信号。

[0037] 两组所述微波接收单元分别接收同侧检测面的所述微波发射单元的输出信号，并且两组所述微波接收单元的数据通过数模转换器生成关于被测目标的侧视图像，两组所述侧视图像组合拼接生成完整的被测目标表面图像。

[0038] 步骤200、根据散射微波和反射微波的相位和幅值，重构被测目标的图像；

[0039] 步骤300、区分被测目标不同位置的强散射强反射区域，确定被测目标的全方位立体图。

[0040] 因此本实施方式提供的全息微波弹性成像方法可形成被测目标四个侧表面的立体图，提高得到的被测目标的立体图的精细度，提高检测的精确性。

[0041] 另外如图2和图3所示，本发明还提供了一种全息微波弹性成像装置，先对被测目标的两个平行侧面检测，在对被测目标的另两个平行侧面检测，最后将两组检测结构组合拼接为一个全面的立体图，可形象化的展示被测目标的内部和表象结构特征，检测全面，精确度高。

[0042] 具体包括利用全息微波对被测目标两个平行侧面检测的一号检测门1，以及利用全息微波对被测目标另两个平行侧面检测的二号检测门2，所述一号检测门1和所述二号检测门2的中心线上设有若干均匀分布的激励产生器3，所述激励产生器3两侧的所述一号检测门1和所述二号检测门2上分别均设有若干个用于接收散射微波的微波接收器4。

[0043] 所述一号检测门1两个平行侧面的所述微波接收器4的输出信号经过所述数模转换器5生成关于被测目标的侧视立体图，所述二号检测门2两个平行侧面的所述微波接收器4的输出信号经过所述数模转换器5生成关于被测目标的正视立体图，将所述侧视立体图和正视立体图组合拼接生成被测目标的全方位立体图。

[0044] 所述一号检测门1和所述二号检测门2之间设有用于转移被测目标的输送辊带6，所述输送辊带6上设有若干均匀分布的切割圆形槽7，所述输送辊带6的辊条在所述切割圆形槽7的位置设有C字形夹孔8，所述切割圆形槽7内设有置物圆形板9，所述置物圆形板9由若干个紧密分布的条形板901组成，两个相邻的条形板901之间通过铰接杆902活动连接，所述条形板902的两端分别安插在所述C字形夹孔8内并沿着所述C字形夹孔8活动旋转。

[0045] 每个所述条形板901的下表面设有弧形齿板10，所有所述条形板901的所述弧形齿板10组成一个圆环齿板11，所述圆环齿板11的中心位置与所述置物圆形板9的中心位置重合。

[0046] 如图4和图5所示，所述一号检测门1和所述二号检测门2之间以及所述二号检测门2的末端设有用于驱动所述置物圆形板9旋转的驱动组件12，所述一号检测门1和所述二号检测门2之间的驱动组件12将被测目标转向至正面检测，所述二号检测门2末端的驱动组件
12将被测目标复位，所述驱动组件12包括与所述圆形齿板11啮合驱动的旋转齿轮121，以及带动所述旋转齿轮121转动的电动电机122，所述电动电机122驱动所述旋转齿轮121与所述圆形齿板11啮合以实现所述置物圆形板9旋转。

[0047] 所述输送辊带6在所述切割圆形槽7的槽边设有十字连线分布的挡块13，所述条形板901的两端设有两个关于所述切割圆形槽7中心对称分布的限位片14，所述限位片14和挡块13配合作用限制所述置物圆形板9旋转90°。

[0048] 两个相邻所述条形板901下表面的弧形齿板10之间设有用于方便转向的补偿间距15，所述补偿间距15的宽度大于所述弧形齿板10的齿条间隙宽度，所述圆环齿板11表面设有与所述弧形齿板10的齿条间隙相互啮合的小齿条16以及与所述补偿间距15相互啮合的大齿条17。

[0049] 在一号检测门1时，被测目标放在置物圆形板9上正常实现两个平行面的检测，在一号检测门1和二号检测门2之间时，驱动组件12利用齿轮啮合原理将置物圆形板9旋转90°进入二号检测门2，二号检测门2对被测目标的另外两个平行侧面进行微波检测，微波检测完成后通过弹性成像方法生成关于被测目标的整体立体图，最后在移出二号检测门2时，驱动组件12利用齿轮啮合原理再次将置物圆形板9反向旋转90°复位，按照原来的方向移动转移到下一个工位。

[0050] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

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