[發(fā)明專利]一種液體的超聲聲學(xué)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置與方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910978838.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN112666250A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林鴻寧;宋嶸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/032
• 分類號(hào): G01N29/032;G01N29/22
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛(wèi);禹小明

本發(fā)明公開了一種液體的超聲聲學(xué)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置與方法，裝置包括控制和處理模塊、信號(hào)分時(shí)發(fā)生模塊、信號(hào)采集模塊、第一，第二發(fā)射換能器、第一，第二接收換能器、樣品容器。樣品容器裝載被測(cè)樣品，控制和處理模塊控制信號(hào)分時(shí)發(fā)生模塊向第一發(fā)射換能器發(fā)送信號(hào)，控制和處理模塊控制信號(hào)采集模塊自動(dòng)采集第一接收換能器所接收到的穿過樣品容器的信號(hào)，然后控制信號(hào)分時(shí)發(fā)生模塊斷開第一發(fā)射換能器的信號(hào)，向第二發(fā)射換能器發(fā)送信號(hào)，信號(hào)采集模塊再對(duì)第二接收換能器的信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)采集，當(dāng)數(shù)據(jù)采集完成后，控制和處理模塊對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理。該裝置有效的實(shí)現(xiàn)了對(duì)液體中的超聲傳播速度和聲衰減系數(shù)的自動(dòng)測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲聲學(xué)參數(shù)的測(cè)試領(lǐng)域，特別涉及一種液體的超聲聲學(xué)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置與方法。

背景技術(shù)

物質(zhì)的超聲聲學(xué)參數(shù)在超聲相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用及計(jì)算中具有重要的意義，已經(jīng)存在了多種的測(cè)試方法，例如脈沖管法、寬帶法、插入和替代法（包括雙樣品法）等等。其中脈沖管法為標(biāo)準(zhǔn)GB/T5266-2006《聲學(xué)水聲材料縱波聲速和衰減系數(shù)的測(cè)量脈沖管法》推薦的測(cè)試是方法。在標(biāo)準(zhǔn)GB/T15261-2008 《超聲仿組織材料聲學(xué)特性的測(cè)量方法》中提出雙樣品法，此方法更適用于固體物質(zhì)的測(cè)試。

針對(duì)當(dāng)待測(cè)樣品量較少或者具有腐蝕性等其它不方便使用上述方法的情況，本發(fā)明在雙樣品法的基礎(chǔ)上提出了一種專門針對(duì)液體或者凝膠狀物質(zhì)的超聲聲學(xué)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置，用于實(shí)現(xiàn)快速對(duì)液體中的超聲傳播速度和聲衰減系數(shù)的自動(dòng)測(cè)量。相比雙樣品法，測(cè)量裝置可以自動(dòng)完成所有測(cè)試，而無需再更換不同長(zhǎng)度的樣品進(jìn)行測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種液體的超聲聲學(xué)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置與方法，其特征在于包括控制和處理模塊、信號(hào)分時(shí)發(fā)生模塊、信號(hào)采集模塊、第一發(fā)送換能模塊、第一接收換能模塊、第二發(fā)送換能模塊、第二接收換能模塊、樣品容器。樣品容器用于裝載被測(cè)樣品，控制和處理模塊控制信號(hào)分時(shí)發(fā)生模塊向第一發(fā)射換能器發(fā)送信號(hào)，控制和處理模塊控制信號(hào)采集模塊自動(dòng)采集第一接收換能器所接收到的穿過樣品容器的信號(hào)，然后控制信號(hào)分時(shí)發(fā)生模塊斷開第一發(fā)射換能器的信號(hào)，向第二發(fā)射換能器發(fā)送信號(hào)，信號(hào)采集模塊再對(duì)第二接收換能器的信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)采集，當(dāng)數(shù)據(jù)采集完成后，控制和處理模塊對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理。該裝置有效的實(shí)現(xiàn)了對(duì)液體中的超聲傳播速度和聲衰減系數(shù)的自動(dòng)測(cè)量。

可選的，第一發(fā)送換能模塊、第一接收換能模塊、第二發(fā)送換能模塊和第二接收換能模塊分別固定放置在樣品耦合模塊的四面，其中第一發(fā)送換能模塊和第一接收換能模塊相對(duì)應(yīng)，第二發(fā)送換能模塊和第二接收換能模塊相對(duì)應(yīng)。控制和處理模塊對(duì)信號(hào)發(fā)生模塊進(jìn)行分時(shí)控制發(fā)射超聲信號(hào)，避免在樣品耦合模塊中發(fā)生干涉。

可選的，樣品容器為單面開口的空腔長(zhǎng)方體，且壁厚相等，所述樣品容器的長(zhǎng)和寬應(yīng)都大于發(fā)射換能模塊的近場(chǎng)長(zhǎng)度。

可選的，在進(jìn)行聲速的測(cè)量時(shí)，在樣品容器內(nèi)放入被測(cè)樣品，控制和處理模塊使用樣品容器外部的長(zhǎng)度d_l和寬度d_s，以及第一接收換能模塊和第二接收換能模塊分別接收到的超聲信號(hào)延時(shí)t_l和t_s，通過公式計(jì)算出聲速。