一种用于超声波声强测量仪的校准系统技术方案

本实用新型专利技术涉及声场测量技术领域，更具体的，涉及一种用于超声波声强测量仪的校准系统。该系统包括消声水槽、传送带装置、信号发生器、频率计和水听器，消声水槽内铺设有吸声材料层并且安装有超声换能器和用于夹持水听器或超声波声强测量仪探头的夹持工装，其中传送带装置包括电机驱动器、电机、传送带、主动辊和从动辊，电机与主动辊连接，主动辊和从动辊通过传送带连接，夹持工装与传送带固定连接。通过使用可调节传送带运动距离的传送带装置来驱动夹持工装在在同一水平线上运动，并利用计算机控制传送带装置运动，实现测量点位的精准定位，大大提高了测量点的定位精度，提高了测量数据的可参考性。量数据的可参考性。量数据的可参考性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超声波声强测量仪的校准系统


[0001]本技术涉及声场测量
，更具体的，涉及一种用于超声波声强测量仪的校准系统。

技术介绍

[0002]近年来超声波清洗技术得到了迅速发展，目前企业中应用超声波清洗技术清洗机械零件也已经十分广泛。超声波清洗技术中，液体声场中的超声波强度对清洗机的清洗效果有直接影响，如声强太强会损坏被清洗工件，声强太弱会导致清洗效果差，声强的大小直接影响着超声波清洗、乳化、萃取、分散等的效果。
[0003]超声波清洗机的声强值测量有两种方式，一是根据水听器测得某点的声压经过计算得到声强，二是使用超声波声强测量仪直接测量出声强，而后者最为常用。超声波声强测量仪由探头和主机组成，探头在液体中的扫描测量得到的声强值或频率值由主机显示出来，当超声波声强测量仪的测量误差超出允许范围时，超声波清洗机实际应用的声强值会与理想声强值存在较大偏差而将直接影响超声波清洗机的清洗效果，因此需要对超声波声强测量仪做校准处理，确保其所测得的声强值在允许的误差范围内，保证超声波清洗机的清洗效果。
[0004]将标准的水听器与超声波声强测量仪在同一点位测得的声强值进行比较，即可得到超声波声强测量仪的测量误差，进而对声强测量仪做校准。为了确保数据的可靠性，需保证两个对比数据均为同一测量点位的测量值，而如果通过手持水听器或超声波声强测量仪探头来测量得到数据，无法保证两个对比数据均为同一点位的测量值，使得测量数据存在较大误差，会大大降低对比数据的可参考性。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中手动测量无法精准确定点位而大大降低对比数据可参考性的不足，本技术提供一种用于超声波声强测量仪的校准系统，利用可调节传送带运动距离的传送带装置来带动夹持工装和被夹持的测量仪器在同一水平线上运动，并且通过调节传送带的移动距离来改变或确定夹持工装的位置，以此精准定位至所需测量的点位，降低测量点的位置误差，从而提高测量数据的可参考性。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：
[0007]提供一种用于超声波声强测量仪的校准系统，包括消声水槽、信号发生器和水听器，消声水槽内铺设有吸声材料层并且安装有超声换能器和用于夹持水听器或超声波测量仪探头的夹持工装，该系统还包括用于驱使夹持工装在水槽内水平移动的传送带装置，夹持工装与传送带装置固定连接，传送带装置位于消声水槽内或通过支撑件支撑于消声水槽的上方。
[0008]进一步的，夹持工装的夹持点与超声换能器处于同一水平位置。
[0009]先将水听器安装在夹持工装上，信号发生器发出超声波声强测量仪工作频率范围
内的正弦超声电信号，驱动超声换能器发出超声波，为消声水槽提供超声声场，随后传送带装置带动夹持工装移动至测量点位，利用水听器测量所选点位的声压，测完一个点位的数据后，传送带装置带动夹持工装夹持水听器继续移动至另一个点位进行测量；测量得多个点位的数据后将水听器从夹持工装上拆卸并从消声水槽中取出，再将超声波声强测量仪的探头安装在夹持工装上，传送带装置带动夹持工装和超声波声强测量仪的探头移动至到水听器测量过的每一点位，测量出每个所选点位的声强值；最后将水听器所测得的声压计算转换为声强值，通过对比水听器与超声波声强测量仪测量所得到的声强值来校准超声波声强测量仪。
[0010]优选的，超声换能器为压电式换能器，压电式换能器可将接收到的电信号转换为超声波，且电声转换效率高，接收灵敏度高。
[0011]优选的，该系统还包括频率计，频率计与水听器电连接。超声波声强测量仪可同时测量声强和频率，而频率计可将水听器测量的声压值转换为频率值显示出来，为超声波声强测量仪的校准增多一个对比参数，使校准结果更加可靠。
[0012]优选的，该系统还包括功率放大器，信号发生器和超声换能器分别与功率放大器电连接。若使用信号发生器直接驱动超声换能器产生超声声波，会产生无功功率，降低系统的效率，通过功率放大器将信号发生器发出的信号进行功率放大处理，再驱动超声换能器产生超声波，提高系统效率。
[0013]优选的，该系统还包括计算机，信号发生器和传送带装置分别与计算机电连接，通过计算机的信号控制器来控制传送带装置的运动，并且控制信号发生器的信号输出。计算机将信号控制器、数据运算器和数据显示器集为一体，可提高系统的运动控制精度和数据处理效率。
[0014]优选的，该系统还包括滤波器，滤波器分别与水听器和计算机电连接。滤波器只允许特定频率的信号通过，滤除干扰信号，提高了超声波电信号的信噪比，从而提高水听器的测量精度。
[0015]优选的，该系统还包括测量放大器，水听器通过滤波器与测量放大器电连接。使用测量放大器采集水听器输出的电压信号，并将信号放大处理，便于滤波器对无用信号的过滤处理，进一步提高信噪比。
[0016]优选的，传送带装置在支撑件的支撑下位于消声水槽的上方。若将传送带装置置于消声水槽内，传送带装置的部件浸泡在消声水槽的清洗液中会影响传送带装置的寿命，且传送带装置位于消声水槽内会占用消声水槽的槽体空间，限制了测量点位的选取范围，而将传送带装置置于消声水槽的上方，可以避免传送带装置与消声水槽内的清洗液的直接接触，并且不会影响消声水槽内测量点的选取范围。
[0017]进一步的，传送带装置包括电机驱动器、电机、传送带、主动辊和从动辊，电机驱动器分别与计算机和电机电连接，电机与主动辊连接，主动辊通过传送带与从动辊连接，夹持工装与传送带固定连接并位于主动辊与从动辊之间。计算机控制电机驱动器来精确控制电机转轴转动的圈数，通过精确的圈数来确定水听器在消声水池中移动的距离，便于超声波声强测量仪的探头在测量前能精确定位到标准水听器测量过的点位，提高校准精度。
[0018]进一步的，支撑件包括用于支撑主动辊的第一支撑座和用于支撑从动辊的第二支撑座，第一支撑座和第二支撑座使主动辊和从动辊位于同一水平线上，使传送带保持水平
移动，可以保证测量点保持在同一水平线上，便于同一测量点位的确定。
[0019]优选的，电机的转轴、主动辊或从动辊上装有光电编码器，光电编码器与计算机电连接。由光电编码器测量读出电机的转轴、主动辊或从动辊的转角信息，从而得到水听器在消声水池中移动的距离，即水听器测量点距离换能器中心点距离，因此不需再对电机的转轴、主动辊或从动辊转动的圈数作计算，光电编码器将位移信息反馈至计算机，以此提高传送带装置的运动控制精度，便于超声波声强测量仪测量时对测量点位的精准确定，提高了校准精度。
[0020]消声水槽内安装有加热装置。由于液体中如果有气泡附着在水听器表面，特别是当超声波的频率接近液体中气泡的谐振频率时，气泡由于空化作用，在扩张压缩破裂的过程中可能损坏水听器，且气泡的振动会导致超声波发生散射，影响测量精度，而通过加热装置为消声水槽中的水进行加热，使含气量低于3mg/L，以此来保证测量精度。
[0021]优选的，消声水槽内安装有温度计，通过温度计测量池体内的清洗液温度，便于消本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超声波声强测量仪的校准系统，包括消声水槽(1)、信号发生器(3)和水听器(4)，所述消声水槽(1)内铺设有吸声材料层(5)并且安装有超声换能器(6)和用于夹持所述水听器(4)或超声波声强测量仪探头的夹持工装(7)，其特征在于，还包括用于驱使所述夹持工装(7)在所述消声水槽(1)内水平移动的传送带装置(2)，所述夹持工装(7)与所述传送带装置(2)固定连接，所述传送带装置(2)位于所述消声水槽(1)内或通过支撑件支撑于消声水槽(1)的上方。2.根据权利要求1所述的一种用于超声波声强测量仪的校准系统，其特征在于，还包括与所述水听器(4)电连接的频率计(13)。3.根据权利要求1所述的一种用于超声波声强测量仪的校准系统，其特征在于，还包括功率放大器(14)，所述信号发生器(3)和所述超声换能器(6)分别与所述功率放大器(14)电连接。4.根据权利要求1所述的一种用于超声波声强测量仪的校准系统，其特征在于，还包括信号控制器，所述信号发生器(3)和所述传送带装置(2)分别与所述信号控制器电连接。5.根据权利要求4所述的一种用于超声波声强测量仪的校准系统，其特征在于，还包括滤波器，所述滤波器分别与所述水听器(4)和所述信号控制器电连接。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵莹，韦家挥，郑浩锐，张映广，
申请(专利权)人：广州广电计量检测股份有限公司，
类型：新型
国别省市：