一种超声液浸换能器声场精密测量装置，其特征在于：其包括三维扫查架、吸声水槽、反射斜面座、钻有通孔的小钢球、没有钻孔的小钢球、小钢球支架、超声换能器架、数据处理存储器、三维运动控制器、步进电机，其中，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；反射斜面座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；钻有通孔的小钢球固定于一个小钢球支架上；没有钻孔的小钢球固定于另一个小钢球支架上；小钢球支架固定于反射斜面座上；超声换能器架通过螺纹固定在三维扫查架上；数据处理存储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】
本专利技术涉及一种超声液浸换能器声场的精密测量装置，尤其涉及一种超声水浸换能器声 场的精密测量装置。
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，所以掌握超声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。经过现有技术的文献检索发现，中国专利公开号CN1461942A，公开日为2003年12月 17日的专利技术专利申请"声场测量装置"，该申请采用手动单点测量声场，这个装置不利于操 作、误差较大而且效率较低；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，而且水听器的敏感元件是有一定尺寸的，测量 得到的是水听器敏感元件这一尺寸大小内的总声压，测量精度不高。
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，成本低，精度高的声场测量装置，实现对超声液浸换能器声场的精确测量。本专利技术所述的超声液浸换能器声场精密测量装置包括三维扫査架、吸声水槽、反射斜 面座、钻有通孔的小钢球、没有钻孔的小钢球、小钢球支架、超声换能器架、数据处理存储 器、三维运动控制器、步进电机。吸声水槽位于三维扫査架的内部；三维扫査架的三维运动 部分在吸声水槽的上方；反射斜面座位于吸声水槽底面上，处于三维扫査架的三维运动部分 的下方；钻有通孔的小钢球固定于一个小钢球支架上；没有钴孔的小钢球固定于另一个小钢 球支架上；小钢球支架固定于反射斜面座上；超声换能器架通过螺纹固定在三维扫查架上； 数据处理存储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。所述三维扫查架具有四根支撑杆，两frX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卯度夹角。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，吸声水槽具有超大测量范围，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 一端接有被测超声换能器，另一端接有数据处理存储器和超声信号激发接收电路。所述反射斜面座的上表面相对于水平的下表面呈30度倾斜，并且反射斜面座的上表面是 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；在该反射斜面座上钻有一通孔，用于放置小钢球支架，并通过顶丝将小钢球支 架固定在通孔中。所述钻有通孔的小钢球可以通过焊接或者过盈配合的方式与小钢球支架固定，并且小钢 球的表面经过抛光处理，小钢球的通孔中填充吸声材料。所述没有钻孔的小钢球可以通过焊接或者过盈配合的方式与小钢球支架固定，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量装置的整体结构示意图2是本专利技术所述超声液浸换能器声场测量装置中的三维扫查架的结构示意图3是本专利技术所述超声液浸换能器声场测量装置中的超声换能器架的结构示意图4是本专利技术所述超声液浸换能器声场测量装置中的反射斜面座的结构示意图5是本专利技术所述超声液浸换能器声场测量装置中的钻有通孔的小钢球的结构示意以及图6是本专利技术所述超声液浸换能器声场测量装置中的没有钻孔的小钢球的结构示意图。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精密测量装置由三维扫査架1、吸声水槽2、 反射斜面座3、钻有通孔的小钢球4、没有钻孔的小钢球5、小钢球支架6a、 6b、超声换能器 架7、数据处理存储器8、三维运动控制器9、步进电机IO。吸声水槽2位于三维扫查架1的 内部，三维扫查架1的三维运动部分在吸声水槽2的上方；反射斜面座3位于吸声水槽2底 面上，处于三维扫查架1的三维运动部分的下方；超声换能器架7通过螺纹固定在三维扫查 架l上；数据处理存储器8与被测超声换能器20之间用信号线连接；三维运动控制器9与步 进电机10之间用信号线和电源线连接；步进电机10通过螺纹固定在三维扫查架1上。如图2所示，三维扫查架1的四根支撑杆1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10通过螺纹分别与X方向导轨13中的一根、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精密测量装置操作方便， 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7由信号导管71和信号导管固定机构72组成，信号导管固 定机构72通过螺纹固定在Z方向导轨17的滑块18上，信号导管71由两个顶丝固定在信号 导管固定机构72上。信号导管71的一端接有被测超声换能器20，另一端接有数据处理存储 器8和超声信号激发接收电路80。如图4所示，反射斜面座3的上表面31与水平的下表面32呈30度倾斜，反射斜面座3 的上表面31是光滑的并具有大于被测超声换能器20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。在反射斜面座3的中 心钻有一通孔33，小钢球支架6a/6b放置于通孔33中，并用顶丝将其固定。虽然本实施例中 是在反射斜面座3的中心钻有通孔33，但并不仅限于中心位置。如图5所示，钻有通孔的小钢球4可以通过焊接或者过盈配合的方式与小钢球支架6b固 定，并且小钢球4经过抛光处理，小钢球4的通孔中填充吸声材料。如图6所示，没有钻孔的小钢球5可以通过焊接或者过盈配合的方式与小钢球支架6a固 定，并且小钢球5经过抛光处理。采用所述钻有通孔的小钢球和没有钻孔的小钢球的本专利技术 的超声液浸换能器声场精密测量装置操作方便，结构简单，价格低廉，而且测量精度高。测量过程分为三步，第一步将被测超声换能器20连接到信号导管71的下端，将没有 钻孔的小钢球5与小钢球支架6a固定，将小钢球支架6a放在反射斜面座3的通孔33中，用 顶丝将其固定，将所述反射斜面座3放在被测超声换能器20的正下方，没有钻孔的小钢球5 正对着被测超声换能器20的超声发射面，被测超声换能器20产生的脉冲超声波在传播中遇 到没有钻孔的小钢球5后,就会被没有钻孔的小钢球5反射回去并被被测超声换能器20接收， 由于被测超声换能器20的接收面是有一定尺寸的，所以没有钻孔的小钢球5的一小块区域所 反射的超声波能够被被测超声换能器20接收，被测超声换能器20将接收到的信号传送到数 据处理存储器8中，经过数据处理存储器8的处理而得到声压值，并将此声压值存储下来。 当反射斜面座3静止时，由三维运动控制器9控制步进电机10运转，步本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声液浸换能器声场精密测量装置，其特征在于：其包括三维扫查架、吸声水槽、反射斜面座、钻有通孔的小钢球、没有钻孔的小钢球、小钢球支架、超声换能器架、数据处理存储器、三维运动控制器、步进电机，其中，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；反射斜面座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；钻有通孔的小钢球固定于一个小钢球支架上；没有钻孔的小钢球固定于另一个小钢球支架上；小钢球支架固定于反射斜面座上；超声换能器架通过螺纹固定在三维扫查架上；数据处理存储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，
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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