[发明专利]超声功率计

说明书

本发明涉及一种超声功率测量仪器，适用于超声功率及相关参数的测量，特别适于医学领域作为量值传递标准。

现有的超声功率计一般采用力平衡式辐射压力法，例如世界专利WO-8601889就是利用电磁力补偿原理，采用磁悬浮式结构的《辐射功率测量装置》。它由永磁体、吸收声靶、反射壁水容器、水介质、电磁铁、差动变压器式平衡检测器和伺服电路组成。其圆柱形永磁体与靶成刚性连接，作为测力传感器的可动装置，浸在有传声水介质的容器中，测量时信号作用在吸收声靶上，使可动部分产生向下的位移，则差动变压器式平衡检测器有信号输出，该信号经伺服电路调节后，输出一反馈电流给电磁铁的线圈，电磁铁便产生一附加力。如果其电流的方向和大小，使永磁体对电磁线圈产生的作用力方向与被测辐射力作用在吸收声靶上力的方向相反，大小相等，就可使可动装置恢复原位。反馈信号的大小即反映被测辐射力的量值。这种测量装置的不足之处是由于吸收声靶和永磁体组成的可动装置，在测量时容易造成靶的横向移动和倾斜。从而影响测量灵敏度，传声水介质的声场温度效应影响测量结果的精度。

本发明的目的是提出一种新型超声功率计，它能够克服可动装置在测量时的横向移动和倾斜，修正传声水介质温度的影响，提高测量灵敏度和精度。

本发明的目的是这样实现的：超声功率计通常由传感器和电路两部分组成，传感器采用电磁力悬浮式测力传感器，它由磁路系统、可动装置和红外差动平衡检测器组成，磁路系统由环形永磁体、极靴和轭铁组成，可动装置由中心杆、线圈、线圈架和受力器组成，可动装置的中心杆穿过环形永磁体、极靴和轭铁的中心通道，带有线圈的线圈架安装在中心杆上，线圈位于极靴和轭铁形成的磁路气隙中，受力器装在中心杆的一端，电路包括差动放大器、前置放大器、电流放大器、比例积分微分网络、程控电子开关、A/D转换器、单板机、键盘和显示器等，本发明的测力传感器中增加了与可动装置相连的平行旋转导向机构，平行旋转导向机构有上下两组相同的结构，并彼此呈平行装配，它们由上下两个V型弹性簧片、上下两组张丝和张丝架、张丝架基座组成，上下两个V型弹性簧片的尖部固接在中心杆上，其V型弹性簧片的两脚分别固接在张丝的中部，张丝的两端分别固定在张丝架上，张丝架固定在张丝架基座上。并增加了实时测量声场水介质温度的测温传感器及其测温信号放大器。能实时反映水介质温度对测量的影响，使适应声场介质宽温度变化范围，为超声参数测量和计算提供依据。

本发明的优点是：灵敏度高，分辨率达0.1毫瓦，可测微小超声量值达1毫瓦，稳定可靠，测量精度高，并能测量多种相关参数。

本发明的附图有：

图1超声功率计方框图。

图2超声功率计传感器示意图。

图3超声功率计传感器平行旋转导向机构示意图。

图4超声功率计电路原理图。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

本发明的超声功率计也是利用电磁力的补偿原理，磁悬浮式结构的超声功率测量装置。

超声功率计由传感器和电路两部分组成，图1为超声功率计方框图，传感器包括测力传感器1和测温传感器2，电路包括差动放大器3、前置放大器4、电流放大器5、比例积分微分网络6（简称PID网络6）、测温信号放大器7、程控电子开关8、A/D转换器9、单板机10、键盘11和显示器12。