[实用新型]一种超声功率测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械振动的测量领域，主要是指对超声波信号进行相关参数的测量，更加具体地来讲，尤其是涉及一种超声功率测量装置。

背景技术

超声波的声功率测量很大程度上决定了超声换能器的应用范围和应用方式，并且作为超声波的最重要指标之一，超声波的声功率的测量也可以通过相应的测量设备来予以快速实现。

现在的声功率测量主要是采用超声辐射力方法进行检测，为此，需要在超声波的传输方向上放置一块比超声波口径大的靶，使用微量天平检测超声换能器的声波在目标上产生的辐射压力大小而确定超声波的功率，基于这种原理进行检测的方式有两种，吸收靶方式和反射靶方式。吸收靶方式的靶材料为超声强吸收材料，它通过微量天平测量吸收超声波产生的辐射力确定换能器的声功率，由于吸收产生的辐射力不但决定于换能器本身发射的声功率，也决定于靶的吸收系数，而目前靶材料的吸收系数难以控制，其随环境和时间变化，这种方式测量的声功率不但准确度不高，而且数值也不稳定。由于材料的反射系数比吸收系数容易控制，也相对稳定，目前使用最多的检测方式是反射靶方式，由于反射靶方式会将入射到靶上的超声波反射回超声换能器，使换能器发射的超声波声功率发生变化，不再是在自由空间辐射的声功率，因此将影响测量的准确性，为此，人们将平面反射靶改成尖锥靶，使反射波沿侧面传播，从而避免干扰换能器的超声波发射，然而，由于反射超声波产生的辐射力与反射角有关，这种测量要求超声波是沿轴线对称的，而且使用时换能器的声轴必须与靶的圆锥轴重合，由于一般换能器的声场对称性并不能保证，这种方式不但测量方法复杂，而且，测量准确性也不高。

总的来讲，现有的声功率测量设备或产品，其在测量声功率的方法上都存在着较大的误差或不足，如何改进现有声功率测量方法或者测量设备使其具有更高的精确度就成了本技术领域人员亟待解决的问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种超声功率测量装置，用于解决现有连续超声波声功率测量中由于回波干扰而导致声功率测量结果不准确的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供以下解决方案：

一种超声功率测量装置，包括一供进行声功率计算的控制器，还包括用于将输入的连续超声波信号转换为压电信号的压电片和用于固定连续超声波信号输入装置和压电片的固定架，所述压电片设置于所述固定架上，所述压电片连接于所述控制器，其中，所述压电片为PZT-5压电材料。

优选地，为PZT-5压电材料的所述压电片由压电陶瓷方柱、聚合物及上下电极组成，其中，压电陶瓷方柱排列在聚合物中，压电陶瓷方柱的高度和方形边长之比大于3，且压电陶瓷方柱占总整个压电片体积的40％-80％。

优选地，所述压电片为圆形，且所述压电片的直径长度为2-5个所述连续超声波信号的波长。

优选地，所述固定架至少包括一支杆、多个固定夹、及激光发射装置，所述多个固定夹依次连接于所述支杆上，所述激光发射装置设置于所述多个固定夹的下方。

优选地，在压电片和控制器之间设置一放大电路模块。

优选地，还包括一用于显示计算结果的显示器，所述显示器连接于所述控制器。

如上所述，本实用新型的具有以下有益效果：本实用新型通过选择出较为压电转换效果较好的PZT-5压电材料，以将输出超声波信号转换为压电信号，并结合压电信号输出的最大电压值，然后通过比例换算来获得本实用新型所测得的声功率值。本实用新型相比现有其他声功率检测手段，可以避免反射声波对声场干扰造成的检测误差，提高了精确度，并且该检测技术操作简单，重复性强。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种超声功率测量装置的原理示意图。

附图标号说明

1   固定架

11  支杆

12  固定夹

13  激光发射装置

2   压电片

3   控制器

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点与功效。本实用新型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，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。