[发明专利]超声液浸换能器声场自动化测量装置

说明书

技术领域：

本发明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。

背景技术：

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。

中国发明专利公开号为CN1461942A，公开日为2003年12月17日的发明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。

发明内容：

针对上述背景技术中存在的上述问题，本发明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。

本发明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查架上。

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。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是本发明所述超声液浸换能器声场测量装置的整体结构示意图；

图2是本发明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；

图3是本发明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；以及

图4是本发明所述超声液浸换能器声场测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，本发明所述超声液浸换能器声场测量装置由三维扫查架1、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查架1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。