一种液体含氧量检测系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及超声检测技术领域，具体涉及一种利用超声技术实现的液体含氧量检 测系统及方法。
【背景技术】
[0002] 高强度聚焦超声治疗需要介质水来传播超声，利用换能器发出超声波进入人体病 灶区以实施治疗。为了达到安全有效的治疗，对介质水要求较高，一般要求介质水的氧溶量 小于一定值，否则，进行高强度聚焦超声治疗时，能量衰减较大，进入病灶的超声能量大大 减少，不仅影响治疗效果，还会延长治疗时间，增加治疗风险。因此，在高强度聚焦超声治疗 时，需要利用水处理装置对水进行脱气（脱氧）处理，然后再将经脱气处理过的水作为高强 度聚焦超声治疗时的超声传导介质，即介质水。
[0003] -种介质水含氧量的检测方案是，由检验员定期对介质水采用第三方检测工具， 例如溶氧仪，进行检测。然而，溶氧仪一般采用电化学法测量水中溶氧量，检测速度慢，检测 精度很容易受到人为操作的影响，而且溶氧仪的价格也不便宜。
[0004]目前还有一种超声气泡检测介质水含氧量的检测方案，利用超声探测介质水中的 气泡，检测气泡所产生的回波信号，并对该回波信号进行处理、计算，得到介质水的含氧量。 然而，介质水中不但含有气泡，还有一部分溶解于水中的氧气，而这种介质水含氧量的检测 方案只能检测出介质水中的气泡，溶解于水中的氧气则无法检测出，因此，检测精度差。
[0005] 因此，亟需一种液体含氧量检测方案，以解决上述技术问题。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种液体含氧量检测系统及方法， 用以解决介质水含氧量检测精度差、检测速度慢、检测成本高的问题。
[0007] 本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
[0008] 本发明提供一种液体含氧量检测系统，包括：图像检测装置、图像处理装置和高强 度超声波发生装置；
[0009] 高强度超声波发生装置用于，产生高强度超声波，利用高强度超声波发生装置产 生的高强度超声波照射待测液体，以使所述待测液体中的气体形成气泡；
[0010] 图像检测装置用于，采集所述待测液体中的气体形成的气泡的图像信号；
[0011] 图像处理装置与图像检测装置相连，用于根据图像检测装置采集的图像信号，计 算单位面积的气泡含量。
[0012] 优选的，所述高强度超声波发生装置包括：超声能量控制器和换能器；
[0013] 超声能量控制器分别与换能器和所述图像处理装置相连，用于产生高频电流，并 将所述高频电流发送给换能器；
[0014]换能器设置于用于存储所述待测液体的容器中，并设置于所述待测液体的液面以 下，用于将超声能量控制器发送的高频电流转换为高强度超声波，并利用所述高强度超声 波照射所述待测液体。
[0015] 优选的，所述图像处理装置还与所述高强度超声波发生装置相连，所述图像处理 装置内预设有第一计时器和第一计时时长；
[0016] 所述图像处理装置用于，向所述高强度超声波发生装置发送第一启动信号，且当 向所述高强度超声波发生装置发送第一启动信号时，第一计时器开始计时；以及，当第一计 时时长到达时，向所述高强度超声波发生装置发送第一停止信号；
[0017] 所述高强度超声波发生装置具体用于，在接收到所述图像处理装置发送的第一启 动信号时，产生高强度超声波；以及，在接收到所述图像处理装置发送的第一停止信号时， 停止产生高强度超声波。
[0018] 优选的，所述图像检测装置包括：超声探头和超声成像设备，超声探头设置于所述 待测液体的液面以下；
[0019] 超声探头分别与超声成像设备和所述图像处理装置相连，用于，根据所述图像处 理装置的控制，产生探测超声波，利用探测超声波照射所述待测液体；以及，接收回波信号， 并将所述回波信号发送给超声成像设备，其中，所述回波信号是所述探测超声波遇到待测 液体中的气泡产生的；以及，根据所述图像处理装置的控制，停止产生探测超声波；
[0020] 超声成像设备与所述图像处理装置相连，用于将接收到的回波信号转换为超声图 像信号，并将所述超声图像信号发送给所述图像处理装置；
[0021] 所述图像处理装置具体用于，根据超声成像设备发送的超声成像信号，计算单位 面积的气泡含量。
[0022] 进一步的，所述图像处理装置内还预设有第二计时器、第三计时器、第二计时时长 和第三计时时长，其中，第一计时时长大于第三计时时长大于第二计时时长；
[0023] 所述图像处理装置还用于，当第一计时时长到达时，第二计时器开始计时；当第二 计时时长到达时，第三计时器开始计时，并向超声探头发送第二启动信号，以控制超声探头 产生探测超声波；当第三计时时长到达时，向超声探头发送第二停止信号，以控制超声探头 停止产生探测超声波。
[0024] 优选的，所述第一计时时长为2-5S，所述第二计时时长为0. 1-0. 5S。
[0025] 优选的，所述图像检测装置为光学图像采集装置；
[0026] 所述光学图像采集装置设置于所述待测液体的液面以下，具体用于，在所述高强 度超声波发生装置利用产生的高强度超声波照射所述待测液体时，在与所述待测液体的水 平面平行的方向，采集所述待测液体中的气体形成的气泡的光学图像信号；
[0027] 所述图像处理装置具体用于，根据光学图像采集装置采集的光学图像信号，计算 单位面积的气泡含量。
[0028] 进一步的，所述图像处理装置还用于，当向所述高强度超声波发生装置发送第一 启动信号时，向所述光学图像采集装置发送第三启动信号；以及，当第一计时时长到达时， 向所述光学图像采集装置发送第三停止信号；
[0029] 所述光学图像采集装置具体用于，当接收到所述图像处理装置发送的第三启动信 号时，在与所述待测液体的水平面平行的方向，采集所述待测液体中的气体形成的气泡的 光学图像信号；当接收到所述图像处理装置发送的第三停止信号时，停止采集所述待测液 体中的气体形成的气泡的光学图像信号。
[0030] 进一步的，所述图像处理装置内还预设有单位面积的气泡含量与氧溶量的对应关 系；
[0031] 所述图像处理装置还用于，根据计算出的单位面积的气泡含量查询所述单位面积 的气泡含量与氧溶量的对应关系，得到所述单位面积的气泡含量对应的氧溶量。
[0032] 进一步的，所述图像处理装置内还预设有第一阈值；所述图像处理装置还用于，将 计算出的单位面积的气泡含量与所述第一阈值相比较，当所述单位面积的气泡含量大于所 述第一阈值时，报警；或者，
[0033] 所述图像处理装置内还预设有第二阈值；所述图像处理装置还用于，将得到的所 述单位面积的气泡含量对应的氧溶量与所述第二阈值相比较，当所述单位面积的气泡含量 对应的氧溶量大于所述第二阈值时，报警。
[0034] 本发明还提供一种液体含氧量检测方法，包括以下步骤：对待测液体发射高强度 超声波，以使所述待测液体中的气体形成气泡；
[0035] 选择待测液体中有气泡的一个区域作为待测区域，并计算待测区域的单位面积的 气泡含量。
[0036] 优选的，所述选择待测液体中有气泡的一个区域作为待测区域，并计算待测区域 内单位面积的气泡含量，具体包括：
[0037] 采集所述待测液体中的气体形成的气泡的图像，在采集的图像上选定一个气泡最 集中的区域作为待测区域，并计算出所述待测区域内的总像素个数；
[0038] 标识所述待测区域内的气泡，并计算所述待测区域内的气泡所占像素的个数的总 和；
[0039] 通过计算所述待测区域内的总像素个数与所述待测区域内的气泡所占像素的个 数的总和之比，得到单位面积的气泡含量。
[0040] 本发明可利用高强度超声波发生装置产生高强度超声波，并将高强度超声波照射 待测液体，以使溶解于待测液体中的氧气吸收超声强度量后膨胀，并形成气泡，可利用图像 检测装置采集气泡的图像信号，并可利用图像处理装置根据气泡的图像信号计算单位面积 的气泡含量，从而确定出待测液体的含氧量，该方案不但可以对待测液体中原有的已形成 气泡的气体进行检测，还可以使溶解于水中的氧气形成气泡，使得气泡的检测更为容易和 更加准确，从而提高检测精度；本方案无需额外施加化学药物，也无需对水通电，检测速度 快，安全方便，检测成本低廉。
【附图说明】
[0041]图1为本发明实施例提供的液体含氧量检测系统的结构示意图；
[0042]图2为本发明实施例1提供的液体含氧量检测系统的结构示意图；
[0043]图3为本发明实施例2提供的液体含氧量检测系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0044] 下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显 然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
[0045] 本发明通过对液体施加较高强度的超声能量，由于液体中溶解的气体对超声有很 强的阻挡反射作用，其中溶解于液体中的部分气体会吸收超声能量而发生膨胀，形成气泡， 而液体中已有的气泡会膨胀到足够大，甚至使气泡肉眼可见，此时，通过检测经高强度超声 照射后的液体中气泡的含量，以检测出待测液体的含氧量。比如可利用图像检测装置检测 经高强度超声照射的液体，如果能