專利名稱：一種超聲波換能器聲束擴(kuò)散角的測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超聲波換能器的測量設(shè)備，特別是涉及一種超聲波換能 器聲束擴(kuò)散角的測量裝置。
技術(shù)背景超聲波技術(shù)己經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，超聲波換能器是產(chǎn)生 超聲波的重要組件，而超聲波換能器所發(fā)射的聲束聲場的擴(kuò)散角是描述超聲波 換能器性能的重要指標(biāo)之一。因此，超聲波換能器發(fā)射探頭發(fā)射聲束聲場擴(kuò)散 角的演示及測量設(shè)備在超聲波學(xué)科教學(xué)、超聲波技術(shù)應(yīng)用、超聲波換能器研究 與生產(chǎn)，以及超聲波理論研究中均為不可或缺的重要設(shè)備。但是由于種種原因， 目前超聲波學(xué)科的理論研究教學(xué)手段及測量演示設(shè)備相比較相對聲學(xué)及相鄰學(xué) 科而言要薄弱得多，目前市場上的聲級計(jì)大多是國外進(jìn)口而來，且價(jià)格昂貴， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其工作頻率也主要局限在聲波區(qū)域，不能滿足超聲波的教學(xué)演示及 測量的需要。 發(fā)明內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種簡單實(shí)用，價(jià)格低廉，拆 裝方便快捷，能適應(yīng)各種場合的超聲波換能器聲束擴(kuò)散角的測量裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種超聲波換能器聲束擴(kuò)散角的測 量裝置，其特征是它包括沿橫軸XX'方向設(shè)置的超聲波換能器以及與其相連相 配套的擴(kuò)散角測量顯示儀，在超聲波換能器的一側(cè)設(shè)有信號反射板，信號反射板 可繞自身的中心軸旋轉(zhuǎn)，超聲波換能器正對信號反射板的中心。作為優(yōu)選，所述的信號反射板可繞其中心軸YY'旋轉(zhuǎn)。
作為優(yōu)選，所述的信號反射板可繞其中心軸zz'旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型有益效果在于運(yùn)用了幾何聲學(xué)原理，采用測量可旋轉(zhuǎn)信號反 射板的超聲波回波信號的方法間接測量超聲波換能器發(fā)射聲束聲場擴(kuò)散角，本 裝置簡單實(shí)用、可操作性強(qiáng)，裝卸方便，價(jià)格低廉，替代了昂貴的進(jìn)口設(shè)備， 可廣泛應(yīng)用于超聲波學(xué)科教學(xué)演示、超聲波技術(shù)應(yīng)用、超聲波換能器研究與生 產(chǎn)等領(lǐng)域。

圖1為本實(shí)用新型的原理示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1，擴(kuò)散角測量顯示儀2，超聲波換能器3，信號反射板4，支架 5，固定桿具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
如下實(shí)施例l:如圖l所示，本發(fā)明的超聲波換能器聲束擴(kuò)散角的測量裝置，包 括沿橫軸XX'方向設(shè)置的超聲波換能器2和與超聲波換能器相連的擴(kuò)散角測量 顯示儀1，超聲波換能器2和擴(kuò)散角測量顯示儀1又分別與各自的電源相連接， 所述的擴(kuò)散角測量顯示儀1包括顯示屏，超聲波信號發(fā)生器與信號處理電路， 信號處理電路包含有采集數(shù)據(jù)并處理的功能，所述的超聲波信號發(fā)生器和信號 處理電路均與超聲波換能器2相連，在正對超聲波換能器2 —側(cè)設(shè)有信號反射 板3。信號反射板3材質(zhì)可采用普通鋼材或鋁材等金屬材料，如圖2所示，為了 使測量更加準(zhǔn)確，超聲波換能器2正對信號反射板3的中心，在沿信號反射板3 底部的中心處設(shè)有一通孔，將通孔插接在支架4上，支架4與信號反射板3的
中心軸YY'重合，于是可實(shí)現(xiàn)信號反射板3繞支架4旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動角度參數(shù)為①。 使用時(shí)，打開電源，擴(kuò)散角測量顯示儀1中的信號發(fā)生器發(fā)出信號傳遞給 超聲波換能器2，超聲波換能器2發(fā)出超聲波，超聲波信號一部分穿過信號反射 板3，另一部分反射回超聲波換能器2，超聲波換能器2再將反射信號傳送給信 號處理電路，信號處理電路接收到這部分回波信號，并進(jìn)行處理，并將計(jì)算所得的 角位移參數(shù)9顯示到顯示屏上，持續(xù)調(diào)節(jié)超聲波換能器2與信號反射板3之間空 間相對角位移參數(shù)①，回波反射與信號處理過程重復(fù)上述過程，當(dāng)超聲波換能器 2與信號反射板3之間空間相對角位移參數(shù)①超過一定數(shù)值時(shí)，超聲波換能器2 將不能接收到信號反射板3反射的一次回波，此時(shí)信號反射板3的位置為臨界 點(diǎn)，空間相對角位移參數(shù)①的數(shù)值為臨界值，于是當(dāng)信號反射板3轉(zhuǎn)動到臨界 點(diǎn)時(shí)，信號處理電路計(jì)算出角位移參數(shù)e后，將計(jì)算結(jié)果顯示在顯示屏上，此時(shí) 的角位移參數(shù)e即為該超聲波換能器在當(dāng)前距離范圍中所發(fā)射的聲束聲場擴(kuò)散 角數(shù)據(jù)，上述測量應(yīng)用了幾何聲學(xué)的原理，為本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所熟知，不斷 調(diào)整超聲波換能器2與信號反射板3之間的距離，重復(fù)上述測量步驟，多次運(yùn) 算即可更加準(zhǔn)確的得出聲場擴(kuò)散角數(shù)據(jù)。實(shí)施例2:如圖1、圖3所示，本發(fā)明的超聲波換能器聲束擴(kuò)散角的測量裝 置，包括沿橫軸XX'方向設(shè)置的超聲波換能器2和與超聲波換能器相連的擴(kuò)散 角測量顯示儀1，超聲波換能器2和擴(kuò)散角測量顯示儀1又分別與各自的電源相 連接，所述的擴(kuò)散角測量顯示儀1包括顯示屏，超聲波信號發(fā)生器與信號處理 電路，信號處理電路包含有采集數(shù)據(jù)并處理的功能，在正對超聲波換能器2 — 側(cè)設(shè)有信號反射板3。信號反射板3材質(zhì)可采用普通鋼材或鋁材等金屬材料，為 了使測量更加準(zhǔn)確，超聲波換能器2正對信號反射板3的中心，在沿信號反射 板3兩側(cè)的中心處分別設(shè)有兩個(gè)通孔，將兩個(gè)通孔插接在支架4的固定桿5上，
固定桿5與信號反射板3的中心軸ZZ'重合，于是可實(shí)現(xiàn)信號反射板3繞旋固定 桿5旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動角度參數(shù)為O。使用時(shí)，打開電源，擴(kuò)散角測量顯示儀l中的超聲波信號發(fā)生器發(fā)出信號傳 遞給超聲波換能器2，超聲波換能器2發(fā)出超聲波，超聲波信號一部分穿過信號 反射板3，另一部分反射回超聲波換能器2，超聲波換能器2再將反射信號傳送 給信號處理電路，信號處理電路接收到這部分回波信號，并進(jìn)行處理，并將計(jì)算所 得的角位移參數(shù)e顯示到顯示屏上,持續(xù)調(diào)節(jié)超聲波換能器2與信號反射板3之 間空間相對角位移參數(shù)①，回波反射與信號處理過程重復(fù)上述過程，當(dāng)超聲波換 能器2與信號反射板3之間空間相對角位移參數(shù)O超過一定數(shù)值時(shí)，超聲波換 能器2將不能接收到信號反射板3反射的一次回波，此時(shí)信號反射板3的位置 為臨界點(diǎn)，空間相對角位移參數(shù)O的數(shù)值為臨界值，于是當(dāng)信號反射板3轉(zhuǎn)動 到臨界點(diǎn)時(shí)，信號處理電路計(jì)算出角位移參數(shù)e后，將計(jì)算結(jié)果顯示在顯示屏 上，此時(shí)的角位移參數(shù)e即為該超聲波換能器在當(dāng)前距離范圍中所發(fā)射的聲束聲場擴(kuò)散角數(shù)據(jù)，上述測量應(yīng)用了幾何聲學(xué)的原理，為本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所熟知，不斷調(diào)整超聲波換能器2與信號反射板3之間的距離，重復(fù)上述測量步驟， 多次運(yùn)算即可更加準(zhǔn)確的得出聲場擴(kuò)散角數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1、一種超聲波換能器聲束擴(kuò)散角的測量裝置，其特征是它包括沿橫軸XX′方向設(shè)置的超聲波換能器(2)和與其相連相配套的擴(kuò)散角測量顯示儀(1)，在所述的超聲波換能器(2)的一側(cè)設(shè)有信號反射板(3)，信號反射板(3)可繞自身的中心軸旋轉(zhuǎn)，超聲波換能器(2)正對信號反射板(3)的中心。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波換能器聲束擴(kuò)散角的測量裝置，其特征 在于所述的信號反射板(3)可繞其中心軸YY'旋轉(zhuǎn)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波換能器聲束擴(kuò)散角的測量裝置，其特征 在于所述的信號反射板(3)可繞其中心軸ZZ'旋轉(zhuǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種超聲波換能器聲束擴(kuò)散角的測量裝置，它包括沿橫軸XX′方向設(shè)置的超聲波換能器和與其相連相配套的擴(kuò)散角測量顯示儀，在所述的超聲波換能器的一側(cè)設(shè)有信號反射板，信號反射板可繞自身的中心軸旋轉(zhuǎn)，超聲波換能器正對信號反射板的中心。本實(shí)用新型采用測量可旋轉(zhuǎn)信號反射板的超聲波回波信號的方法間接測量超聲波換能器發(fā)射聲束聲場擴(kuò)散角，裝置簡單實(shí)用、可操作性強(qiáng)，裝卸方便，價(jià)格低廉，替代了昂貴的進(jìn)口設(shè)備，可廣泛應(yīng)用于超聲波學(xué)科教學(xué)演示、超聲波技術(shù)應(yīng)用、超聲波換能器研究與生產(chǎn)等領(lǐng)域。主要解決現(xiàn)有的裝置價(jià)格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測量不便等缺點(diǎn)。
文檔編號G01H17/00GK201034722SQ20072010855
公開日2008年3月12日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者鮑小南 申請人:鮑小南