一种综合声波衰减系数的测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种综合声波衰减系数的测试装置，其包括发射换能器、接收换能器、扫频信号发生器、数据信号采集系统和数据信号处理系统，发射换能器与被测介质的一端接触连接，接收换能器与被测介质的另一端接触连接，扫频信号发生器的输出端与发射换能器的输入端连接，数据信号采集系统的第一个信号采集端与发射换能器的输入端连接、第二个信号采集端与扫频信号发生器的输出端连接、第三个信号采集端与接收换能器的输出端连接、采集完成信号输出端与扫频信号发生器的触发输入端连接，并与数据信号处理系统之间通信交互，数据信号处理系统的参数输出端与扫频信号发生器的参数输入端连接；优点是利用了换能器的频率特性资源，且节省了测试时间。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种声波衰减系数测试技术，尤其是涉及一种综合声波衰减系数的测试装置。
技术介绍
压电陶瓷传感器在超声探伤、测距测速、识别等领域的应用中作为换能器。换能器主要的应用方式有两类：第一类是收发一体，即发射与接收的工作由一只换能器完成；第二类是收发分体，即发射与接收的工作由两只以上的换能器共同完成。不论哪种应用方式，关键都是利用超声波在介质中传播时，声波的反射、透射、衰减等原理来达到不同测量目的的。如中国公告的专利技术专利“一种检测微量六氟化硫浓度的声学方法及其装置”及中国公开的专利技术专利申请“气液两相流中气泡大小、数目和运动速度的测量方法”和“一种基于声呐电磁协同探测技术的海洋沉潜油检测系统及方法”等均公开了利用声波在介质中传播时，声波衰减的原理来实现相应测量的目的。在传统的利用超声波测量浓度、某些物质含量、是否存在杂质等物理量的测量应用中，一方面，由于通常仅仅应用了换能器的某一指定谐振频率以脉冲发射、回波侦听的工作方式测量被测介质的声波衰减量来判断被测介质的变化，因此浪费了换能器的频率特性资源；另一方面，由于收发分体的换能器采用了脉冲发射、回波侦听的工作方式，因此浪费了换能器的连续工作时间资源。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种综合声波衰减系数的测试装置，其不仅充分利用了换能器的频率特性资源，而且在测试时换能器采用了不间断发射、连续侦听的工作方式，节省了测试时间。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种综合声波衰减系数的测试装置，其特征在于包括发射换能器、接收换能器、扫频信号发生器、数据信号采集系统和数据信号处理系统，所述的发射换能器与被测介质的一端接触连接，所述的接收换能器与被测介质的另一端接触连接，所述的扫频信号发生器的输出端与所述的发射换能器的输入端连接，所述的数据信号采集系统的第一个信号采集端与所述的发射换能器的输入端连接，所述的数据信号采集系统的第二个信号采集端与所述的扫频信号发生器的输出端连接，所述的数据信号采集系统的第三个信号采集端与所述的接收换能器的输出端连接，所述的数据信号采集系统的采集完成信号输出端与所述的扫频信号发生器的触发输入端连接，所述的数据信号采集系统与所述的数据信号处理系统之间通信交互，所述的数据信号处理系统的参数输出端与所述的扫频信号发生器的参数输入端连接，所述的数据信号处理系统中预先设定有与所述的发射换能器和所述的接收换能器的谐振频率相适应的扫频频率范围及第一频率增量步长和第二频率增量步长，其中，所述的第一频率增量步长针对所述的发射换能器和所述的接收换能器的频率特性变化平缓的情况，所述的第二频率增量步长针对所述的发射换能器和所述的接收换能器的频率特性变化陡峭的情况；每次测试时，所述的数据信号处理系统传输本次测试所需的扫频频率给所述的扫频信号发生器，所述的扫频信号发生器输出连续的扫频信号，所述的数据信号采集系统同时采集本次测试时所述的发射换能器的输入电压、所述的接收换能器的输出电压与所述的扫频信号发生器输出的连续的扫频信号的扫频频率并传输给所述的数据信号处理系统。该测试装置还包括测试台架，被测介质置于所述的测试台架上，所述的发射换能器和所述的接收换能器均安装于所述的测试台架上。所述的测试台架由台架底座、固定块、滑块和调节螺杆组成，所述的台架底座内沿长度方向设置有滑槽，所述的固定块设置于所述的台架底座长度方向的一端上，所述的滑块的下部与所述的滑槽相适配，所述的滑块的上部与所述的固定块相对，所述的发射换能器嵌装于所述的固定块上且所述的接收换能器嵌装于所述的滑块的上部上，或所述的发射换能器嵌装于所述的滑块的上部上且所述的接收换能器嵌装于所述的固定块上，被测介质夹紧于所述的固定块与所述的滑块的上部之间，且要求所述的发射换能器与被测介质的一端良好接触，所述的接收换能器与被测介质的另一端良好接触，所述的调节螺杆位于所述的滑槽内且贯穿所述的台架底座长度方向的两端及所述的滑块的下部，调 整所述的调节螺杆使所述的滑块在所述的滑槽内移动从而使所述的固定块与所述的滑块的上部之间的距离扩大或缩小以适应不同长度的被测介质。该测试台架不仅用于安置被测介质、用于安装发射换能器和接收换能器，而且能够适应不同长度的被测介质。所述的台架底座宽度方向的两侧内壁上设置有导向条，所述的滑块的两侧设置有导向槽，同一侧的所述的导向条嵌入所述的导向槽内与所述的导向槽相配合。在此，导向条与导向槽的配合，使得滑块在滑槽内移动更稳定。所述的发射换能器和所述的接收换能器均为成品压电陶瓷传感器，发射换能器和接收换能器的工作频率范围均与被测介质的实际工作环境的频率范围相适应。所述的发射换能器和所述的接收换能器及被测介质外均包裹有一层用于屏蔽外界噪声干扰的吸声材料。与现有技术相比，本技术的优点在于：1)本技术的测试装置充分利用了发射换能器和接收换能器的频率特性资源，可在更宽的频率范围内实现对被测介质的观测，提高了发射换能器和接收换能器的频率资源的利用率，拓宽了针对被测介质测量的可分辨频率范围。2)本技术的测试装置充分利用了发射换能器和接收换能器的连续工作时间资源，在测试时采取不间断发射、连续侦听的工作方式，节约了测试时间。3)本技术的测试装置实现了对被测介质的连续测量，提高了对被测介质的细微变化检测的可能性与测量的灵敏度。4)本技术的测试装置实施的测试成本低，可在复杂的环境下进行测试，可应用于不同的物质相态、机器设备故障的预判等领域的测量，应用领域广阔。附图说明图1a为本技术的测试装置的结构示意图(被测介质与测试台架以剖视结构呈现)；图1b为本技术的测试装置中的测试台架沿宽度方向的剖视结构示意图；图2a为利用本技术的测试装置对第一根标准拉伸试棒进行第1次测试所得的测试结果；图2b为利用本技术的测试装置对第一根标准拉伸试棒进行第2次测试所得的 测试结果；图2c为图2a所示的测试结果与图2b所示的测试结果的差值；图3a为利用本技术的测试装置对第一根标准拉伸试棒进行测试所得的测试结果；图3b为利用本技术的测试装置对第二根标准拉伸试棒进行测试所得的测试结果；图3c为图3a所示的测试结果与图3b所示的测试结果的差值；图4为发射换能器与接收换能器组成的收发系统的等效电路图。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。本实施例提出的一种综合声波衰减系数的测试装置，如图1a所示，其包括发射换能器1、接收换能器2、扫频信号发生器3、数据信号采集系统4和数据信号处理系统5，发射换能器1与被测介质8的一端接触连接，接收换能器2与被测介质8的另一端接触连接，扫频信号发生器3的输出端与发射换能器1的输入端连接，数据信号采集系统4的第一个信号采集端与发射换能器1的输入端连接，数据信号采集系统4的第二个信号采集端与扫频信号发生器3的输出端连接，数据信号采集系统4的第三个信号采集端与接收换能器2的输出端连接，数据信号采集系统4的采集完成信号输出端与扫频信号发生器3的触发输入端连接以告知扫频信号发生器3本次数据采集完成，数据信号采集系统4与数据信号处理系统5之间通信交互，数据信号处理系统5的参数输出端与扫频信号发生器3的参数输入端连接，数据信号处理系统5中预先本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种综合声波衰减系数的测试装置，其特征在于包括发射换能器、接收换能器、扫频信号发生器、数据信号采集系统和数据信号处理系统，所述的发射换能器与被测介质的一端接触连接，所述的接收换能器与被测介质的另一端接触连接，所述的扫频信号发生器的输出端与所述的发射换能器的输入端连接，所述的数据信号采集系统的第一个信号采集端与所述的发射换能器的输入端连接，所述的数据信号采集系统的第二个信号采集端与所述的扫频信号发生器的输出端连接，所述的数据信号采集系统的第三个信号采集端与所述的接收换能器的输出端连接，所述的数据信号采集系统的采集完成信号输出端与所述的扫频信号发生器的触发输入端连接，所述的数据信号采集系统与所述的数据信号处理系统之间通信交互，所述的数据信号处理系统的参数输出端与所述的扫频信号发生器的参数输入端连接，所述的数据信号处理系统中预先设定有与所述的发射换能器和所述的接收换能器的谐振频率相适应的扫频频率范围及第一频率增量步长和第二频率增量步长，其中，所述的第一频率增量步长针对所述的发射换能器和所述的接收换能器的频率特性变化平缓的情况，所述的第二频率增量步长针对所述的发射换能器和所述的接收换能器的频率特性变化陡峭的情况；每次测试时，所述的数据信号处理系统传输本次测试所需的扫频频率给所述的扫频信号发生器，所述的扫频信号发生器输出连续的扫频信号，所述的数据信号采集系统同时采集本次测试时所述的发射换能器的输入电压、所述的接收换能器的输出电压与所述的扫频信号发生器输出的连续的扫频信号的扫频频率并传输给所述的数据信号处理系统。...

【技术特征摘要】
1.一种综合声波衰减系数的测试装置，其特征在于包括发射换能器、接收换能器、扫频信号发生器、数据信号采集系统和数据信号处理系统，所述的发射换能器与被测介质的一端接触连接，所述的接收换能器与被测介质的另一端接触连接，所述的扫频信号发生器的输出端与所述的发射换能器的输入端连接，所述的数据信号采集系统的第一个信号采集端与所述的发射换能器的输入端连接，所述的数据信号采集系统的第二个信号采集端与所述的扫频信号发生器的输出端连接，所述的数据信号采集系统的第三个信号采集端与所述的接收换能器的输出端连接，所述的数据信号采集系统的采集完成信号输出端与所述的扫频信号发生器的触发输入端连接，所述的数据信号采集系统与所述的数据信号处理系统之间通信交互，所述的数据信号处理系统的参数输出端与所述的扫频信号发生器的参数输入端连接，所述的数据信号处理系统中预先设定有与所述的发射换能器和所述的接收换能器的谐振频率相适应的扫频频率范围及第一频率增量步长和第二频率增量步长，其中，所述的第一频率增量步长针对所述的发射换能器和所述的接收换能器的频率特性变化平缓的情况，所述的第二频率增量步长针对所述的发射换能器和所述的接收换能器的频率特性变化陡峭的情况；每次测试时，所述的数据信号处理系统传输本次测试所需的扫频频率给所述的扫频信号发生器，所述的扫频信号发生器输出连续的扫频信号，所述的数据信号采集系统同时采集本次测试时所述的发射换能器的输入电压、所述的接收换能器的输出电压与所述的扫频信号发生器输出的连续的扫频信号的扫频频率并传输给所述的数据信号处理系统。2.根据权利要求1所述的一种综合声波衰减系数的测试装置，其特征在于该测试装置还包括测试台架，被测介质置于所述的测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，胡志钢，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33