一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法，包括：S11.调整换能器与水听器的相对平行位置；S12.记录三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；S13.将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并调整换能器角度，使水听器接收到声场波形最高幅值；S14.将水听器沿机械z轴方向移动至近场，并记录三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；S15.将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并记录三维定位系统在远场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；S16.计算步骤S14中记录的位置坐标与步骤S15中记录的位置坐标的误差，并判断计算得到的误差是否在λ/2内，若是，则得到机械z轴与换能器声束准直轴平行。

【技术实现步骤摘要】
一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法及系统
本专利技术涉及水听器对准
，尤其涉及一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法及系统。
技术介绍
标准JJF1518<<医用超声声场测量系统校准规范>>与GB/T16540<<声学-在0.5～15MHz频率范围内的超声场特性及其测量-水听器法>>中，使用水听器法进行声场测量，均有对水听器定位系统与使用方式的描述，“水听器安装在三维定位系统上,定位系统可沿XYZ三个直角坐标系平移，调整后，其中一个轴应与声束准直轴平行”。其中在GB/T16540<<声学-在0.5～15MHz频率范围内的超声场特性及其测量-水听器法>>中7.2章节、7.3章节、附录A1.3都涉及到关于水听器定位调整的方式方法。详阅标准，其并未给出任一种机械轴与声束准直轴平行的方式方法描述，所涉内容仅起指导作用。如公开号为CN102279044A的专利公开了一种在超声换能器声场测量中水听器与声轴自动准直的方法。在利用水听器测量换能器的轴向声压时，需要对水听器和换能器轴向进行准直，使换能器几何轴线与水听器接收方向轴线重合，通常都是采用手工调整，目测信号准直的方法。上述方案虽然可以实现水听器与声轴的自动准直，但该准直方法仅是在某个平面上寻找与声轴相交点的位置。从本质上是已然无法实现机械轴与声束准直轴平行的，上述方案强调单个声轴点的寻找，在实际声场测试过程中，实现机械轴与声束准直轴的平行，对后续声场测试的准确性和便捷性，至关重要。>针对上述技术问题，本专利技术提出一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法及系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法及系统。对超声脉冲声场进行模型分析，在声场“近场”与“远场”处，分别寻找垂直于声束准直轴平面的声场波形幅值最大的两个位置点，两点所确定的直线即为声场的声束准直轴，通过调整换能器角度，即改变声束准直轴方向，达到声束准直轴与机械轴重合，在垂直于声束准直轴平面的其余位置处，机械轴与声束准直轴平行的目的。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法，包括：S1.调整换能器与水听器的相对平行位置；S2.记录与水听器连接的三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；S3.将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并调整换能器角度，使水听器接收到声场波形最高幅值；S4.将水听器沿机械z轴方向移动至近场，并记录与水听器连接的三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；S5.将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并记录与水听器连接的三维定位系统在远场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；S6.计算步骤S4中记录的近场处的声场波形最高幅值位置坐标与步骤S5中记录的远场处的声场波形最高幅值位置坐标的误差，并判断计算得到的误差是否在λ/2内，若否，则执行步骤S3；若是，则得到机械z轴与换能器声束准直轴平行。进一步的，所述步骤S2、步骤S4、步骤S5的具体方式均包括：记录与水听器连接的三维定位系统在x轴方向搜索的声场波形最高幅值位置，并使三维定位系统带动水听器停止在x轴方向声场波形最高幅值的位置处；驱动与水听器连接的三维定位系统沿当前停止位置的y轴方向进行搜索，记录在y轴搜索的声场波形最高幅值位置，并使三维定位系统停止在y轴方向声场波形最高幅值的位置处。进一步的，所述步骤S1具体为：建立水听器与换能器的空间坐标，调整换能器发射角度。进一步的，所述步骤S6中计算步骤S4中记录的近场处的声场波形最高幅值位置坐标与步骤S5中记录的远场处的声场波形最高幅值位置坐标的误差是通过计算机辅助软件计算的。进一步的，所述声场波形是通过波形采集器监测和记录的。相应的，还提供一种声场测量机械轴与声束准直轴平行系统，包括：第一调整模块，用于调整换能器与水听器的相对平行位置；第一记录模块，用于记录与水听器连接的三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；第二调整模块，用于将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并调整换能器角度，使水听器接收到声场波形最高幅值；第二记录模块，用于将水听器沿机械z轴方向移动至近场，并记录与水听器连接的三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；第三记录模块，用于将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并记录与水听器连接的三维定位系统在远场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；计算模块，用于计算第二记录模块中记录的近场处的声场波形最高幅值位置坐标与第三记录模块中记录的远场处的声场波形最高幅值位置坐标的误差，并判断计算得到的误差是否在λ/2内，若是，则得到机械z轴与换能器声束准直轴平行。进一步的，所述第一记录模块、第二记录模块、第三记录模块的具体方式均包括：第一搜索模块，用于记录与水听器连接的三维定位系统在x轴方向搜索的声场波形最高幅值位置，并使三维定位系统带动水听器停止在x轴方向声场波形最高幅值的位置处；第二搜索模块，用于驱动与水听器连接的三维定位系统沿当前停止位置的y轴方向进行搜索，记录在y轴方向搜索的声场波形最高幅值位置，并使三维定位系统停止在y轴声场波形最高幅值的位置处。进一步的，所述第一调整模块中调整换能器与水听器的相对平行位置具体为：建立水听器与换能器的空间坐标，调整换能器发射角度。进一步的，所述计算模块中计算第二记录模块中记录的近场处的声场波形最高幅值位置坐标与第三记录模块中记录的远场处的声场波形最高幅值位置坐标的误差是通过计算机辅助软件计算的。进一步的，所述声场波形是通过波形采集器监测和记录的。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术基于定位系统的自动化，实现声束准直轴与机械轴重合的同时，缩短声场测试时间；2、声束准直轴与机械轴对齐后的声场模型易于建立，数据易于分析；3、计算机辅助系统自动记录、比较平面各点波形幅值，声场测试精确度高；4、计算机辅助系统执行最终判据，提高结果准确度。附图说明图1是实施例一提供的一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法流程图；图2是实施例一提供的水听器与换能器的空间坐标建立示意图；图3是实施例一提供的水听器三维定位系统在“近场”处示意图；图4是实施例一提供的水听器沿z轴从移动至“远场”处示意图；图5是实施例一提供的水听器沿z轴从移动至“近场”处示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法，其特征在于，包括：/nS1.调整换能器与水听器的相对平行位置；/nS2.记录与水听器连接的三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；/nS3.将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并调整换能器角度，使水听器接收到声场波形最高幅值；/nS4.将水听器沿机械z轴方向移动至近场，并记录与水听器连接的三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；/nS5.将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并记录与水听器连接的三维定位系统在远场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；/nS6.计算步骤S4中记录的近场处的声场波形最高幅值位置坐标与步骤S5中记录的远场处的声场波形最高幅值位置坐标的误差，并判断计算得到的误差是否在λ/2内，若否，则执行步骤S3；若是，则得到机械z轴与换能器声束准直轴平行。/n

【技术特征摘要】
1.一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法，其特征在于，包括：
S1.调整换能器与水听器的相对平行位置；
S2.记录与水听器连接的三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；
S3.将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并调整换能器角度，使水听器接收到声场波形最高幅值；
S4.将水听器沿机械z轴方向移动至近场，并记录与水听器连接的三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；
S5.将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并记录与水听器连接的三维定位系统在远场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；
S6.计算步骤S4中记录的近场处的声场波形最高幅值位置坐标与步骤S5中记录的远场处的声场波形最高幅值位置坐标的误差，并判断计算得到的误差是否在λ/2内，若否，则执行步骤S3；若是，则得到机械z轴与换能器声束准直轴平行。


2.根据权利要求1所述的一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法，其特征在于，所述步骤S2、步骤S4、步骤S5的具体方式均包括：
记录与水听器连接的三维定位系统在x轴方向搜索的声场波形最高幅值位置，并使三维定位系统带动水听器停止在x轴方向声场波形最高幅值的位置处；
驱动与水听器连接的三维定位系统沿当前停止位置的y轴方向进行搜索，记录在y轴搜索的声场波形最高幅值位置，并使三维定位系统停止在y轴方向声场波形最高幅值的位置处。


3.根据权利要求1所述的一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：建立水听器与换能器的空间坐标，调整换能器发射角度。


4.根据权利要求1所述的一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法，其特征在于，所述步骤S6中计算步骤S4中记录的近场处的声场波形最高幅值位置坐标与步骤S5中记录的远场处的声场波形最高幅值位置坐标的误差是通过计算机辅助软件计算的。


5.根据权利要求1所述的一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法，其特征在于，所述声场波形是通过波形采集器监测和记录的。


6.一种声场测量机械轴与声束准直轴平行系统，其特征在于，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：严涛，杭菁，
申请(专利权)人：聚融医疗科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33