一种超声液浸换能器声场自动化测量装置，其特征在于：由三维扫查架、吸声水槽、反射装置、超声换能器架、数据处理器、三维运动控制器、步进电机构成，吸声水槽位于三维扫查架的内部；三维扫查架的三维运动部分在吸声水槽的上方；反射装置位于吸声水槽底面上，处于三维扫查架的三维运动部分的下方；超声换能器架通过螺纹固定在三维扫查架上；数据处理器与被测超声换能器之间用信号线连接；三维运动控制器与步进电机之间用信号线和电源线连接；步进电机通过螺纹固定在三维扫查架上。
【技术实现步骤摘要】
超声液浸换能器声场自动化测量装置
-本专利技术涉及一种超声液浸换能器声场的自动化测量装置，尤其涉及一种超声水浸换能器 声场的自动化测量装置。
技术介绍
超声换能器在超声检测和测量系统中有着广泛的应用。超声检测和测量技术是利用超声 换能器产生的声场与物质相互作用，从而产生各种物理效应，超声作用的效果和超声声场密 切相关，所以掌握换能器声场分布的信息对于超声检测和测量是至关重要的。中国专利技术专利公开号为CN1461942A，公开日为2003年12月17日的专利技术专利申请中公 开了一种声场测量装置，该装置采用手动单点测量方法进行声场测量，该装置不利于操作、 误差较大而且效率较低；此外，该申请采用水听器测量换能器声场的声压分布，但水听器价 格昂贵，操作复杂，不适合大范围的推广应用。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种操作方便，自动化程 度高，结构简单，成本较低的声场测量装置，实现对超声液浸换能器声场的测量。本专利技术所述的超声液浸换能器声场测量装置包括三维扫查架、吸声水槽、反射装置、 超声换能器架、数据处理器、三维运动控制器、步进电机。吸声水槽位于三维扫查架的内部； 三维扫查架的三维运动部分在吸声水槽的上方；反射装置位于吸声水槽底面上，处于三维扫 查架的三维运动部分的下方；超声换能器架通过螺纹固定在三维扫查架上；数据处理器与被 测超声换能器之间用信号线连接；三维运动控制器与步进电机之间用信号线和电源线连接； 步进电机通过螺纹固定在三维扫査架上。所述三维扫査架具有四根支撑杆，两根X方向导轨， 一根Y方向导轨， 一根Z方向导轨。 四根支撑杆通过螺纹连接四个地角螺母，可实现四根支撑杆高度的调整。两根X方向导轨通 过螺纹固定在四根支撑杆上，并跟与其连接的支撑杆呈90度夹角。Y方向导轨通过螺纹固定 在X方向导轨的滑块上，Z方向导轨通过螺纹固定在Y方向导轨的滑块上。所述吸声水槽的内表面粘贴吸声材料，并具有超大测量范围，达到X方向1300毫米，Y 方向700毫米，Z方向800毫米。所述超声换能器架包括超声换能器的信号导管和信号导管固定机构，信号导管固定机构 通过螺纹固定在Z方向导轨的滑块上，信号导管由两个顶丝固定在固定机构上。信号导管的 一端接有超声换能器，另一端接有数据处理器和超声信号激发接收电路。所述反射装置由斜面底座、支架和小钢球组成。斜面底座的上表面与下表面呈30度倾斜， 并且斜面底座的上表面是光滑的，虽然本实施例中是采用30度倾斜，但通过实际应用，发现 在10度到70度的范围内都是可以的；在该斜面底座上钻有一通孔，用于放置支架，并通过 顶丝将支架固定在通孔中；小钢球可以通过焊接或者过盈配合的方式与支架固定，并且小钢 球的表面经过抛光处理。附图说明图1是本专利技术所述超声液浸换能器声场测 图2是本专利技术所述超声液浸换能器声场测 图3是本专利技术所述超声液浸换能器声场测 图4是本专利技术所述超声液浸换能器声场测量装置的整体结构示意图； 量装置中的三维扫査架的结构示意图； 量装置中的超声换能器架的结构示意图；以及 量装置中的反射装置的结构示意图。具体实施方式-如图1所示，本专利技术所述超声液浸换能器声场测量装置由三维扫査架l、吸声水槽2、反 射装置3、超声换能器架4、数据处理器5、三维运动控制器6、步进电机7构成。吸声水槽 2位于三维扫査架1的内部，三维扫査架1的三维运动部分在吸声水槽2的上方；反射装置3 位于吸声水槽2中，并且位于吸声水槽底面上，处于三维扫查架的三维运动部分的下方；超 声换能器架4通过螺纹固定在三维扫查架1上；数据处理器5与被测超声换能器之间用信号 线连接；三维运动控制器6与步进电机7之间用信号线和电源线连接；步进电机7通过螺纹 固定在三维扫査架l上。如图2所示，三维扫查架1的四根支撑杆11通过螺纹连接四个地角螺母12。两根X方 向导轨13通过螺纹固定在四根支撑杆11上，并跟与其连接的支撑杆11呈90度夹角。Y方 向导轨15通过螺纹固定在X方向导轨13的滑块14上，Z方向导轨17通过螺纹固定在Y方 向导轨15的滑块16上，三个步进电机7通过螺纹分别与X方向导轨13中的一根导轨、Y 方向导轨15、 Z方向导轨17连接。采用了所述步进电机的超声液浸换能器自动化测量装置操 作方便，自动化程度高。虽然本实施例中采用的是步进电机，但是也可以采用伺服电机。如图3所示，超声换能器架4由信号导管41和信号导管固定机构42组成，信号导管固 定机构42通过螺纹固定在Z方向导轨17的滑块18上，信号导管41由两个顶丝固定在信号 导管固定机构42上。信号导管41的一端接有被测超声换能器，另一端接有数据处理器5和 超声信号激发接收电路8。如图4所示，反射装置3由斜面底座31、支架32和小钢球33组成。斜面底座31的上 表面35与下表面36呈30度倾斜，斜面底座31的上表面35是光滑的并具有大于被测超声换 能器尺寸的尺寸，虽然本实施例中是采用30度倾斜，但通过实际应用，发现在10度到70度 的范围内都是可以的。在斜面底座31的中心钻有一通孔34，支架32放置与通孔34中，并 用顶丝将其固定。支架32和小钢球33之间可以通过焊接或者过盈配合的方式固定，并且小 钢球33经过抛光处理。小钢球的直径在1毫米到5毫米之间，并且根据超声换能器的直径来 选择适当大小的小钢球。采用所述反射装置的本专利技术的超声液浸换能器声场自动化测量装置 操作方便，结构简单，成本较低。声场测量过程如下，将被测超声换能器连接到信号导管41的下端，将反射装置3放置于 被测换能器的正下方，小钢球33正对着被测超声换能器的超声波发射面，被测超声换能器产 生的脉冲超声波在传播过程中遇到小钢球33后，被小钢球33反射回去并被被测超声换能器 接收，被测超声换能器并将信号传送到数据处理器5中，经过数据处理器5的处理而得到声 压值，并将此声压值当作超声换能器声场中小钢球33顶点处的声压值，当反射装置3静止时， 由三维运动控制器6控制步进电机7运动，步进电机7带动X、 Y和Z方向导轨13、 15和 17运动，从而带动超声换能器相对于小钢球33进行空间三维运动，则这样就可以测得超声 换能器的三维声场的声压值分布。没有被小钢球33反射的超声波会继续向前传播到斜面底座31的上表面35上，由于斜面 底座31的上表面35与下表面36呈30度倾斜，可以将这部分超声波以与入射方向呈60度夹 角反射出去，使得超声换能器接收不到这部分超声波。这样，就不会影响超声换能器声场的 测量结果了。权利要求1. 一种超声液浸换能器声场自动化测量装置，其特征在于由三维扫查架、吸声水槽、反射装置、超声换能器架、数据处理器、三维运动控制器、步进电机构成，吸声水槽位于三维扫查架的内部；三维扫查架的三维运动部分在吸声水槽的上方；反射装置位于吸声水槽底面上，处于三维扫查架的三维运动部分的下方；超声换能器架通过螺纹固定在三维扫查架上；数据处理器与被测超声换能器之间用信号线连接；三维运动控制器与步进电机之间用信号线和电源线连接；步进电机通过螺纹固定在三维扫查架上。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述三维扫查架具有四根支撑杆，两根X方 向导轨， 一根Y方向导轨， 一根Z方向导轨，其中，所述四根支撑杆通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声液浸换能器声场自动化测量装置，其特征在于：由三维扫查架、吸声水槽、反射装置、超声换能器架、数据处理器、三维运动控制器、步进电机构成，吸声水槽位于三维扫查架的内部；三维扫查架的三维运动部分在吸声水槽的上方；反射装置位于吸声水槽底面上，处于三维扫查架的三维运动部分的下方；超声换能器架通过螺纹固定在三维扫查架上；数据处理器与被测超声换能器之间用信号线连接；三维运动控制器与步进电机之间用信号线和电源线连接；步进电机通过螺纹固定在三维扫查架上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐春广，肖定国，徐圆飞，周世圆，郝娟，贾玉平，龚裕，武婧，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：11
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