[發明專利]一種脈沖超聲聲場檢測裝置與方法

有效

• 申請號: 201710657110.9
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107356320B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 賈樂成;陳世利;白志亮;曾周末
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 李林娟<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種脈沖超聲聲場檢測裝置的檢測方法，所述檢測裝置包括：

信號發生器用于產生超聲激勵信號，當激勵信號為周期脈沖時，超聲探頭輸出脈沖超聲；功率放大器用于將激勵信號放大，驅動超聲探頭在水槽中產生脈沖聲場；

He-Ne激光器、第一凸透鏡、第二凸透鏡、水槽、遮光板、以及反光鏡均位于同一水平線，激光經過水槽后會被脈沖聲場形成的超聲光柵衍射，調節遮光板，將零級衍射光和負一級衍射光遮擋，只允許正一級衍射光通過；

正一級衍射光經反光鏡反射后，通過第三凸透鏡聚焦在光電探測器上，光電探測器輸出信號由示波器讀取；

其特征在于，當超聲波面寬度小于等于1/2光被超聲波衍射的特征長度時，所述檢測方法包括以下步驟：

1)根據超聲探頭的中心頻率，設置信號發生器的激發脈沖信號頻率，激發脈沖個數以及激發脈沖幅度；調節功率放大器的增益，使其輸出電壓在超聲探頭的工作電壓范圍內；信號發生器的兩個通道輸出相同的波，一路作為超聲探頭的激勵信號，一路作為示波器的觸發信號；

2)調節光電探測器與第三凸透鏡之間的距離，使各級衍射光均聚焦在光電探測器；調節遮光板將零級光和負一級衍射光擋住，使正一級衍射光進入光電探測器，在示波器上觀察到由于衍射產生的光脈沖信號，將此光脈沖幅值最大值記為正一級衍射光光強，正一級衍射光光強I1與總光強I之比滿足第一類1階貝塞爾函數；

3)將示波器的時間尺度調小，衍射光脈沖信號內包含有強度調制信號，調制頻率與超聲頻率相同；根據調制信號的波形計算出此處的相位信息；

4)獲取位移平臺移動方向上超聲聲場的聲壓與相位分布；利用步進電機將超聲探頭旋轉一定角度，得到不同旋轉方向上超聲聲場的聲壓與相位分布；將不同角度的檢測數據進行組合，即可得到平面內超聲聲場的聲壓與相位分布。

2.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述總光強I具體為：

調節第一、第二凸透鏡之間的距離，將激光光斑調節到最小；去掉遮光板，調節反光鏡，使光電探測器讀數達到最大，記錄此時光電探測器的讀數，記為總光強I。