一种非接触式超声声压检测装置与方法制造方法及图纸

一种非接触式超声声压检测装置与方法，装置包括：激光经过鲍威尔棱镜后产生一束强度均匀、发散的线激光；线激光经过长焦凸透镜组形成一束平行的线激光，光束宽度要大于超声探头产生的声场宽度，线激光通过水槽会被超声声场形成的超声光栅衍射，衍射光斑由高速相机接收；超声探头固定在旋转位移平台上沿z轴方向平移。方法包括：调线激光与正一级和负一级衍射光斑均位于高速相机的视场范围内；对衍射光斑图样进行滤波处理；对滤波后的图像进行边缘检测，识别数字图像中亮度变化明显的点；一级衍射光强度与入射光强度之比满足第一类1阶贝塞尔函数，将正一级衍射光和负一级衍射光的计算结果取平均值，即可作为该检测点出声场的声压值。

A non-contact ultrasonic sound pressure detection device and method

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式超声声压检测装置与方法
本专利技术涉及超声检测领域，尤其涉及一种非接触式超声声压检测装置与方法。
技术介绍
声学研究和应用中需要用到声压、声强和声功率等声学量，而使用最广泛的是声压。这是因为：声波的传播规律主要是以声压变化规律为基础来描述的；声学的其他一些参量与声压有一定关系，例如：平面声波的声强、自由声场中的声功率，都可以通过声压测量来获得。从声学测量的角度来看，测量工作基本上可以概括为测量声压随时间、频率以及空间的变化规律。而超声目前广泛应用于医疗、工业无损检测、水下成像等领域。在超声检测与成像领域，检测效果的准确性与声压检测的准确性密切相关；在医用超声诊断与治疗领域，由于大剂量超声会对人体造成不利影响，同样需要对超声声压进行精确测量。因此，能够定量得到探头声场的声压分布显得尤为重要。目前超声声压检测方法主要有以下几种：1)水听器法：水听器探头由压电材料制成，可将声压信号转换为电信号。将该电信号通过电压或电荷放大器放大后，可得到反应声波波形的图像，完成声场中声压的测量。2)辐射力天平法：将连续声波打在靶上，测定靶上所受辐射力，通过比例系数计算声功率。3)量热法：该方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式超声声压检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：信号发生器用于产生超声激励信号，功率放大器用于将激励信号放大，来驱动超声探头，超声探头在水槽中产生超声声场；He‑Ne激光器、鲍威尔棱镜、长焦凸透镜组、水槽、高速相机位于同一水平线上，激光经过鲍威尔棱镜后产生一束强度均匀、发散的线激光；线激光经过长焦凸透镜组形成一束平行的线激光，光束宽度要大于超声探头产生的声场宽度，线激光通过水槽会被超声声场形成的超声光栅衍射，衍射光斑由高速相机接收；超声探头固定在旋转位移平台上沿z轴方向平移。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式超声声压检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：信号发生器用于产生超声激励信号，功率放大器用于将激励信号放大，来驱动超声探头，超声探头在水槽中产生超声声场；He-Ne激光器、鲍威尔棱镜、长焦凸透镜组、水槽、高速相机位于同一水平线上，激光经过鲍威尔棱镜后产生一束强度均匀、发散的线激光；线激光经过长焦凸透镜组形成一束平行的线激光，光束宽度要大于超声探头产生的声场宽度，线激光通过水槽会被超声声场形成的超声光栅衍射，衍射光斑由高速相机接收；超声探头固定在旋转位移平台上沿z轴方向平移。2.根据权利要求1所述的一种非接触式超声声压检测装置，其特征在于，所述旋转位移平台自带有夹具，所述夹具用于将超声探头固定在旋转位移平台上，并调整超声探头使发出的声波与激光垂直。3.根据权利要求1所述的一种非接触式超声声压检测装置，其特征在于，所述水槽中盛有蒸馏水，水槽底部放有吸声材料。4.根据权利要求1所述的一种非接触式超声声压检测装置，其特征在于，所述He-Ne激光器、长焦凸透镜组、鲍威尔棱镜、高速相机的位移准确度高于±0.02mm，角度的准确度高于±1’。5.一种非接触式超声声压检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：1)调节高速相机的位置，使线激光与正一级和负一级衍射光斑均位于高速相机的视场范围内；2)对衍射光斑图样进行滤波处理；即选定一个窗口范围，将窗口内的各个像...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾乐成，薛彬，张凯，陈世利，翟京生，曾周末，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12