一種超聲功率測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械振動(dòng)的測量領(lǐng)域，主要是指對超聲波信號(hào)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測量，更加具體地來講，尤其是涉及一種超聲功率測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波的聲功率測量很大程度上決定了超聲換能器的應(yīng)用范圍和應(yīng)用方式，并且作為超聲波的最重要指標(biāo)之一，超聲波的聲功率的測量也可以通過相應(yīng)的測量設(shè)備來予以快速實(shí)現(xiàn)。
[0003]現(xiàn)在的聲功率測量主要是采用超聲輻射力方法進(jìn)行檢測，為此，需要在超聲波的傳輸方向上放置一塊比超聲波口徑大的靶，使用微量天平檢測超聲換能器的聲波在目標(biāo)上產(chǎn)生的輻射壓力大小而確定超聲波的功率，基于這種原理進(jìn)行檢測的方式有兩種，吸收靶方式和反射靶方式。吸收靶方式的靶材料為超聲強(qiáng)吸收材料，它通過微量天平測量吸收超聲波產(chǎn)生的福射力確定換能器的聲功率，由于吸收產(chǎn)生的福射力不但決定于換能器本身發(fā)射的聲功率，也決定于靶的吸收系數(shù)，而目前靶材料的吸收系數(shù)難以控制，其隨環(huán)境和時(shí)間變化，這種方式測量的聲功率不但準(zhǔn)確度不高，而且數(shù)值也不穩(wěn)定。由于材料的反射系數(shù)比吸收系數(shù)容易控制，也相對穩(wěn)定，目前使用最多的檢測方式是反射靶方式，由于反射靶方式會(huì)將入射到靶上的超聲波反射回超聲換能器，使換能器發(fā)射的超聲波聲功率發(fā)生變化，不再是在自由空間輻射的聲功率，因此將影響測量的準(zhǔn)確性，為此，人們將平面反射靶改成尖錐靶，使反射波沿側(cè)面?zhèn)鞑?，從而避免干擾換能器的超聲波發(fā)射，然而，由于反射超聲波產(chǎn)生的輻射力與反射角有關(guān)，這種測量要求超聲波是沿軸線對稱的，而且使用時(shí)換能器的聲軸必須與靶的圓錐軸重合，由于一般換能器的聲場對稱性并不能保證，這種方式不但測量方法復(fù)雜，而且，測量準(zhǔn)確性也不高。
[0004]總的來講，現(xiàn)有的聲功率測量設(shè)備或產(chǎn)品，其在測量聲功率的方法上都存在著較大的誤差或不足，如何改進(jìn)現(xiàn)有聲功率測量方法或者測量設(shè)備使其具有更高的精確度就成了本技術(shù)領(lǐng)域人員亟待解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種超聲功率測量裝置，用于解決現(xiàn)有連續(xù)超聲波聲功率測量中由于回波干擾而導(dǎo)致聲功率測量結(jié)果不準(zhǔn)確的冋題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供以下解決方案:
[0007]一種超聲功率測量裝置，包括一供進(jìn)行聲功率計(jì)算的控制器，還包括用于將輸入的連續(xù)超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為壓電信號(hào)的壓電片和用于固定連續(xù)超聲波信號(hào)輸入裝置和壓電片的固定架，所述壓電片設(shè)置于所述固定架上，所述壓電片連接于所述控制器，其中，所述壓電片為PZT-5壓電材料。
[0008]優(yōu)選地，為PZT-5壓電材料的所述壓電片由壓電陶瓷方柱、聚合物及上下電極組成，其中，壓電陶瓷方柱排列在聚合物中，壓電陶瓷方柱的高度和方形邊長之比大于3，且壓電陶瓷方柱占總整個(gè)壓電片體積的40% -80%。
[0009]優(yōu)選地，所述壓電片為圓形，且所述壓電片的直徑長度為2-5個(gè)所述連續(xù)超聲波信號(hào)的波長。
[0010]優(yōu)選地，所述固定架至少包括一支桿、多個(gè)固定夾、及激光發(fā)射裝置，所述多個(gè)固定夾依次連接于所述支桿上，所述激光發(fā)射裝置設(shè)置于所述多個(gè)固定夾的下方。
[0011]優(yōu)選地，在壓電片和控制器之間設(shè)置一放大電路模塊。
[0012]優(yōu)選地，還包括一用于顯示計(jì)算結(jié)果的顯示器，所述顯示器連接于所述控制器。
[0013]如上所述，本實(shí)用新型的具有以下有益效果:本實(shí)用新型通過選擇出較為壓電轉(zhuǎn)換效果較好的PZT-5壓電材料，以將輸出超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為壓電信號(hào)，并結(jié)合壓電信號(hào)輸出的最大電壓值，然后通過比例換算來獲得本實(shí)用新型所測得的聲功率值。本實(shí)用新型相比現(xiàn)有其他聲功率檢測手段，可以避免反射聲波對聲場干擾造成的檢測誤差，提高了精確度，并且該檢測技術(shù)操作簡單，重復(fù)性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型提供的一種超聲功率測量裝置的原理示意圖。
[0015]附圖標(biāo)號(hào)說明
[0016]I 固定架
[0017]11 支桿
[0018]12固定夾
[0019]13激光發(fā)射裝置
[0020]2 壓電片
[0021]3 控制器
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下通過特定的具體實(shí)例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0023]需要說明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0024]除了在【背景技術(shù)】中所提到的，現(xiàn)有超聲波聲功率檢測方法上所存在的不足外，本領(lǐng)域技術(shù)人員也試圖通過新的測量方案來克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。具體地，在很多超聲檢測儀器中，都采用材料的壓電性質(zhì)檢測超聲波的強(qiáng)度，如B超，它的好處是直接檢測壓電材料的電信號(hào)，避免了天平檢測帶來的問題，為此，有些人將壓電材料作為檢測靶，希望通過檢測壓電材料兩側(cè)產(chǎn)生的電壓確定換能器反射的聲功率，但由于壓電材料一般都是強(qiáng)反射材料，實(shí)驗(yàn)證明，該方法可用于發(fā)射脈沖很短的聲功率檢測，如B超，卻無法實(shí)現(xiàn)對連續(xù)超聲波信號(hào)的準(zhǔn)確測量，如果使用現(xiàn)有的方法或者裝置來進(jìn)行連續(xù)超聲波信號(hào)的聲功率，其與實(shí)際值的誤差較大。這是由于連續(xù)發(fā)射超聲波的換能器，其不可避免地收到反射回波的干擾，從而影響超聲功率的檢測，這是現(xiàn)有方法或者裝置一直未成功得用于連續(xù)超聲換能器聲功率檢測原因。