A directivity testing system and method for an ultrasonic transducer are disclosed. The system includes a signal generator for generating electrical signals, an ultrasonic transducer connected with the signal generator for converting the electrical signals into ultrasonic signals, a hemispherical metal block fixed at the center of the bottom of the hemispherical metal block for transmitting the ultrasonic signals outward, and a laser vibrometer which passes through the hemispherical gold. In the semi-circular arc direction of the spherical center, the amplitude of the ultrasonic transducer at different angles is recorded point by point. The calculating unit calculates the average value of the amplitude of the ultrasonic transducer at each angle and normalizes it to get the test results of the directivity of the ultrasonic transducer. The directivity result obtained by the invention has higher accuracy and can provide more accurate basis for data correction of seismic physical model.
【技术实现步骤摘要】
一种指向性激光测试系统及方法
本专利技术涉及超声地震物理模型技术研究领域,更具体地,涉及一种超声换能器指向性测试系统。
技术介绍
压电陶瓷超声换能器主要作用是激发和接收超声波,在地震物理模型技术中可以分别模拟地震波震源和接收器,其性能直接影响着地震物理模型数据资料的质量。由于压电陶瓷超声换能器本身条件的限制,其发射的能量在球面上分布不均匀,振幅随着角度的变化称为换能器的指向性。在进行振幅随角度变化特征(AVO)等现象的地震物理模拟实验时,这种指向性会造成实验数据的不准确性。为了消除换能器指向性对实验数据精度的影响,需要对换能器的指向性进行测试研究。目前,压电陶瓷超声换能器指向性研究集中在理论计算和实验测试两个领域。理论计算法是将换能器近似为薄圆板,并将薄圆板分割成无数个点,将每个点看成一个点震源,再将这些点震源产生的波场叠加计算出换能器指向性。换能器指向性实验测试分为固体测试和水中测试。固体测试方法是将激发换能器固定在半球状铝块底圆面的中心处,利用接收换能器接收辐射振幅值,从而得出激发换能器的指向性。固体测试方式的基本假设是换能器指向性在90°角时具有振幅极大值,以及在每个测量点上接收换能器与半球状铝块之间具有相同程度的耦合,这往往是很难做到的。水中测试方法是将发射换能器固定在一个可以旋转的轴上,接收换能器固定在与发射换能器处于同一水平面的高度上,接收换能器接收方向不变而旋转发射换能器,测量得到不同角度上的激发换能器辐射振幅值,得出激发换能器的指向特性。水中测试方式的基本假设也是换能器指向性在90°角时具有振幅极大值,虽然在水中可认为接收换能器与半球状铝块 ...
【技术保护点】
1.一种超声换能器指向性测试系统,其特征在于,包括:信号发生器,用于产生电信号;超声换能器,与所述信号发生器连接,用于将所述电信号转换为超声波信号;半球状金属块,所述超声换能器固定在所述半球状金属块底面的中心处,所述半球状金属块用于向外发送所述超声波信号;激光测振仪,其在穿过所述半球状金属块球心的半圆弧面方向上,逐点记录不同角度上超声换能器的振幅值;计算单元,对每个角度上的超声换能器的振幅值计算平均值并进行归一化,得到超声换能器指向性的测试结果。
【技术特征摘要】
1.一种超声换能器指向性测试系统,其特征在于,包括:信号发生器,用于产生电信号;超声换能器,与所述信号发生器连接,用于将所述电信号转换为超声波信号;半球状金属块,所述超声换能器固定在所述半球状金属块底面的中心处,所述半球状金属块用于向外发送所述超声波信号;激光测振仪,其在穿过所述半球状金属块球心的半圆弧面方向上,逐点记录不同角度上超声换能器的振幅值;计算单元,对每个角度上的超声换能器的振幅值计算平均值并进行归一化,得到超声换能器指向性的测试结果。2.根据权利要求1所述的超声换能器指向性测试系统,其中,所述超声换能器为压电陶瓷超声换能器。3.根据权利要求1所述的超声换能器指向性测试系统,其中,所述半球状金属块的材料为铝。4.根据权利要求1所述的超声换能器指向性测试系统,其中,所述激光测振仪在穿过所述半球状金属块球心的半圆弧面方向上发射激光。5.根据权利要求1所述的超声换能器指向性测试系统,还包括与穿过所述半球状金属块球心的半圆弧面同心的半圆轨道,所述激光测振仪沿所...
【专利技术属性】
技术研发人员:司文朋,王辉明,李程程,刘东方,李博南,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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