Как рассчитать поток в трубке многослойного ультразвукового фантома с помощью доплеровского режима

Во всем последующем я буду отбрасывать фактор 2 из-за эхо-импульса и предполагать, что рассеиватель-излучатель движется с составляющей скорости$v_{\theta}$в направлении преобразователя. Для простоты я буду предполагать, что преобразователь находится в непосредственном контакте с гелем.

Выделим одну длину волны (например, между двумя максимумами волнового давления) и проследим за ней по мере ее распространения к преобразователю.$T_{0}$- период излучаемой волны:

В воде:$\lambda_{w} = (c_{w}-v_{\theta}) T_{0}$

В геле:$\lambda_{g} =\frac{c_{g}}{c_{w}} \lambda_{w}$

В приемнике измеренное время между двумя максимумами, определяющее период сигнала$T$является :$T=\lambda_{g} /c_{g} = \lambda_{w} /c_{w} =(1- \frac{v_{\theta}}{c_{w}}) T_{0}$

Таким образом, кажется, что единственная скорость, которая имеет значение, — это скорость среды, в которой движется источник.

Это предполагает, что вы используете «истинный» эффект Доплера, и вы можете спокойно игнорировать остальную часть ответа, если это так. Однако, если бы вы использовали сдвиг во времени (фазовый сдвиг)$\Delta t$испытанный полученными сигналами между двумя или более импульсными передачами (как это делается в современных ультразвуковых сканерах), имейте в виду, что формула, аналогичная той, которую вы дали, иногда используется в доплеровском УЗИ (иногда называемом доплеровским сдвигом, что очень сбивает с толку) . Предполагать$\Delta t$это сдвиг во времени и$T_{r}$период времени между импульсными передачами. Потому что излучатель переместился$v_{\theta} T_{r}$в направлении излучателя между передачами импульса и уменьшил расстояние распространения на эту величину,$\Delta t$дан кем-то :

$\Delta t = \frac{v}{c} T_{r}$.

Если мы запишем фазовый сдвиг$2\pi f_{0} \Delta t$с точки зрения новой частоты$2 \pi f T_{r}$мы находим, что:$f=\frac{v}{c} f_{0}$, очень похоже на доплеровский сдвиг... В любом случае, с этим типом техники вы должны использовать взвешенную скорость, основанную на пройденном расстоянии в каждой среде.