检测超声换能器的校准与性能测量

检测超声换能器的性能是设计制造者和使用者都十分关心的问题。本文就超声换能器的几个主要整体性能——灵敏度、时间响应(传输函数)、空间响应(指向性和声场分布)以及等效电阻抗的测量与校准技术做了简要的综述。以灵敏度和时间响应为重点,介绍了各种校准和测量方法的原理及适用范围,并对其特点和局限性做了分析。     

用时域自易法测量超声换能器灵敏度

超声换能器的灵敏度是实际应用中很重要的物理参量，传统测试方法是在消声水槽中用连续正弦波进行逐点频率测量，过程较繁复，测量频率范围也受到限制，并且不能获得重要的相位信息．本文所采用的时域自易法是一种新颖的换能器核准方法．通过对超声换能器的激励电流和回波电压脉冲进行傅氏变换，可得到灵敏度的幅频相频特性，且具有测量速度快、频带宽和易于操作等优点．把时域自易法所测得结果与频域法测量所得结果进行比较，证实相符．     

功率超声换能器辐射声功率的激光干涉测量

利用激光干涉仪,绝对测定超声换能器表面的振动位移并由此而确定超声换能器的辐射声功率,对一增幅杆型的超声换能器辐射声功率测量的实验结果表明,在本文的声功率测量范围内,空化对换能器表面的振运移测量影响不大,而且该换能器的电声功率转换效率经实验测定可达到０．４０。     

超声技术的基石——超声换能器的原理及设计

超声换能器是在超声频率范围内将交变的电信号转换成声信号或者将外界声场中的声信号转换为电信号的能量转换器件,它是超声技术中的关键器件,其性能好坏直接关系到超声应用技术的效果和使用范围.由于超声技术的应用范围很广,且超声新技术层出不穷,因而与此对应的超声换能器的种类也很多.文章对不同应用背景下多种类型超声换能器的原理及设计进行了阐述,分析了不同类型超声换能器的性能参数及设计要求,简要总结了超声换能器的性能参数测试方法,并对超声换能器的发展趋势进行了一定的分析.     

超声技术的基石——超声换能器的原理及设计

超声换能器是在超声频率范围内将交变的电信号转换成声信号或者将外界声场中的声信号转换为电信号的能量转换器件,它是超声技术中的关键器件,其性能好坏直接关系到超声应用技术的效果和使用范围.由于超声技术的应用范围很广,且超声新技术层出不穷,因而与此对应的超声换能器的种类也很多.文章对不同应用背景下多种类型超声换能器的原理及设计进行了阐述,分析了不同类型超声换能器的性能参数及设计要求,简要总结了超声换能器的性能参数测试方法,并对超声换能器的发展趋势进行了一定的分析.     

高频超声换能器的阻抗匹配研究

本文介绍了用于声学显微镜中超声换能器的阻抗匹配方法．由三个电感构成的T型结构被选作匹配网络，通过理论计算和实验调试得到了良好的匹配效果．文章的最后给出了实际的匹配结果．     

光弹法测量超声换能器声场

超声换能器声场的测试对于超声检测具有基础性作用,而传统的超声换能器声场测试方法具有一些局限性。本文介绍了搭建的动态激光光弹实验平台,并利用动态光弹法测量了纵波换能器和横波换能器辐射声场的特征,由瞬态声场图像获得了传声介质的声波速度及超声换能器的中心频率;由稳态声场图像获得了声场的近场长度、指向性和扩散角等参数;分析了光弹实验系统和测量方法可能引起测量误差。本文结果表明动态光弹法是一种有效的定量测量超声换能器声场的方法。     

偶极子接收换能器驻波场校准系统的研究

本文研究了设计偶极子接收换能器的驻波场校准系统，利用该系统可以实现偶极子类型接收换能器的校准，包括接收灵敏度及偶极子方向性的测量，频率范围为２０－２０００Ｈｚ校准误差小于１ｄＢ。     

大尺寸夹心式压电超声换能器的设计

现有的夹心式压电超声换能器的设计方法多从一维理论出发，它对横向尺寸较大的换能器并不适用．本文研究了大尺寸夹心换能错的铝合振动，通过引人振动体的等效弹性系数，推出了换能器的耦合振动频率方程，并给出了换能器纵向共振频率的设计准则．与数值法相比，本方法计算非常简单．与一维理论的计算结果相比，利用本文理论得出的换能器的纵向共报频率与实测值更加符合．     

一种保证超声清洗机性能的换能器大功率测试方法

本文较详细地叙述了生产超声清洗机过程中，对换能器频率，频带宽度，阻抗等参数实施一种简单而实用的大功率测试法，据此进行筛选来提高超声清洗机的性能。     

175kHz高频空气超声换能器研制及其特性测量

本文报道了一种用于复杂空气旋涡场参量测量的高频空气超声换能器．在用超声-激光方法研究流场时，它是关键的换能元件。该换能器工作频率为175kHz。由于采用了管状压电元件及特制的伞状反射器，该换能器具有优越的指向性（士2．5°）     

超声换能器的恒定振速控制

本文提出一种适用于D类功率源的换能器的恒定振速控制方案,其目的是使换能器的输出功率与负载成正比,包括工作于空载。     

超声内镜换能器的应用进展

超声内镜集结了超声检查与内镜检查双重功能,可以获得腹部和胸腔内器官的高质量图像,是一种先进的医疗设备。超声内镜探头的核心部分是超声换能器。超声内镜检查需经过狭窄的消化道或内窥镜的活检通道伸进体内,由于工作环境的限制,超声内镜用换能器与普通超声成像换能器相比,工作频率更高、尺寸更小、制作工艺更精密。本文从超声内镜所用换能器的外形结构、内部组成、工作模式及材料等角度,对目前国内外超声内镜换能器的应用进展情况进行了描述,并根据超声内镜换能器的现状对未来的发展趋势进行了分析。     

夹心复合材料宽带超声换能器的研制

本文采用高频夹心PZT(3-3)复合材料、单层前匹配和高损耗声阻抗背村全匹配的结构,研制出窄脉冲宽带超声换能器.所研制的中心频率为1MHz的换能器,在水负载中有高传输效率,得到声压脉冲长仅一个周期的接收波形.对铝合金和灰岩等较低声阻抗负载,也得到了一个周期脉冲的接收波形.     

超声换能器机械振速的自动稳定

为使功率超声设备工作稳定,许多场合要求换能器输出到负载的机械功率与负载大小成比例.而换能器注入负载的功率可用三个参量来描述,即力、振速及其工作端面的机械振动功率.如能稳定振动速度,即可实现稳定的要求.文中讨论了稳定振速的方法,并给出一例用光耦合器反馈振速信号的振速自动稳定电路.