Nonlinear ultrasound parameter measurement in Pulse echo mode INCLUDING DIFFRACTION effect

Mesure du paramètre de non linéarité ultrasonore par

la méthode pulse écho en tenant compte de la diffraction

A. Chitnalah1*, D. Kourtiche2, L. Allies2, M. Nadi2

1 Laboratoire des Systèmes Electriques et Télécommunications, FSTG, B.P 549, 40 000 Marrakech, Maroc

2 Laboratoire d’Instrumentation Electronique de Nancy, UHP, B.P 239, 54 506 Vandoeuvre, France

* Corresponding author. E-mail: chitnala@yahoo.com

Received: 14 July 2003; revised version accepted: 13 July 2005

Abstract

The acoustic nonlinearity parametr B/A is determined using pulse echo method. This method is based on the reflection of the finite amplitude ultrasound wave. For that one must establish an analytical expression of the reflected second harmonic. We propose a formulation based on the quasilinear approximation, allowing to predict the distribution of the fundamental and the second harmonic. An expression of the second harmonic reflected is derived taking into account the diffraction, the absorption and the reflection. We show that the measurement of the reflected fields makes it possible to deduce the parameter B/A. The theoretical study is supplemented by the measurement of the parameter B/A of some media like water, ethanol and glycerol.

Keywords: Acoustic nonlinearity; Ultrasound reflection; B/A Measurement; second harmonic; Gaussian beams.

Résumé

Le paramètre de non linéarité acoustique est déterminé en utilisant la méthode pulse écho. Celle ci est basée sur la réflexion d’une onde ultrasonore d’amplitude finie. Pour cela on doit établir une expression analytique du second harmonique réfléchi. Nous proposons une formulation dans le cadre de l’approximation quasi-linéaire, permettant de prédire la distribution du fondamental et du second harmonique. Une expression du second harmonique réfléchi est établie tenant compte de la diffraction, de l’absorption et de la réflexion. Nous montrons que la mesure des champs réfléchis permet de déduire le paramètre de non linéarité B/A. L’étude théorique est complétée par des mesures du paramètre B/A pour l’eau, l’éthanol et le glycérol.

Mots Clés : Non linéarité acoustique; Réflexion ultrasonore; Mesure du paramètre B/A; Second harmonique; Faisceaux gaussiens.

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