[发明专利]用于超声确定材料的动态弹性模量的装置和方法

权利要求书

1.一种通过声波来确定材料样本(25)的动态弹性模量的设备(20)，包括：

(a)具有用于声学耦合所述材料样本(25)与至少一个变换器(12，12′，12″)的部件(13，13′，13″)的测量装置(10)，(b)卡(7)，所述变换器(12，12′，12″)与卡(7)耦合，所述卡包括：

(i)用于接收并处理从变换器(12，12′，12″)接收的响应信号的部件(1，8，9，30，31，32)；和

(ii)用于产生宽频率范围上的高压信号的部件(1，2，3，4，5)，所述部件包括低压频率可调电子振荡器(2)、信号发生器(3)、电子开关(4)和高压宽带放大器(5)，其中，所述高压宽带放大器(5)包含至少一个具有初级和次级绕组的无芯变压器(33)或与其连接，其中所述次级绕组与所述至少一个变换器(12，12′，12″)连接。

2.根据权利要求1的设备(20)，其中，所述至少一个无芯变压器(33)是平面变压器。

3.根据权利要求1或2的设备(20)，其中，所述高压宽带放大器(5)包含至少两个无芯变压器(33A、33B、......)，其中，所述至少两个无芯变压器(33A、33B、......)的初级绕组彼此并联连接，并且其中所述至少两个无芯变压器(33A、33B、......)的次级绕组彼此串联连接。

4.根据权利要求1、2或3的设备(20)，其中，所述频率可调振荡器(2)被设计成产生1Hz-200MHz频率范围内的至少2⁵个离散频率。

5.根据前述权利要求任何一项的设备(20)，其中，所述用于接收并处理从变换器(12，12′，12″)接收的响应信号的部件(1，8，9，30，31，32)包含信号调节部件，例如分压器(32)或限压器(31)，所述信号调节部件与模数转换器模块(8)连接，模数转换器模块(8)将数字响应信号发给计算机存储器(9)。

6.根据前述权利要求任何一项的设备(20)，其中，提供计算机装置(1)和计算机可读介质(21)，用于控制所述用于接收并处理从变换器(12，12′，12″)接收的响应信号的部件(1，8，9，30，31，32)和/或用于控制所述用于产生高压信号的部件(1，2，3，4，5)。

7.根据前述权利要求任何一项的设备(20)，其中，所述多路传输单元(22)包含m个用于传送发送或接收信号的门，m是门(28)的数量，每个门(28)与变换器t_y连接，其中y是变化下标。

8.根据前述权利要求任何一项的设备(20)，其中，切换单元(30)被设计成将来自高压宽带放大器(5)的信号传送到变换器(12，12′，12″)，以及将来自变换器(12，12′，12″)的信号传送到用于接收并处理响应信号的部件(1，8，9，30，31，32)。

9.根据前述权利要求任何一项的设备(20)，其中，用于声学耦合材料样本(25)与至少一个变换器(12，12′，12″)的部件(13，13′，13″)包含至少一个波导(13，13′，13″)。

10.根据权利要求9的设备(20)，其中，所述至少一个波导(13，13′，13″)由聚((甲基)丙烯酸甲酯)或铝制成。

11.根据权利要求9或10任何一项的设备(20)，其中，所述至少一个波导(13，13′，13″)通过接触材料(15)，优选是粘弹性材料与所述至少一个变换器(12，12′，12″)接触。

12.根据权利要求9-11任何一项的设备(20)，其中，所述至少一个波导(13)至少部分被涂层(14)覆盖，诸如聚合物涂层，优选基于聚氨酯或环氧树脂制成。

13.根据权利要求9-12任何一项的设备(20)，其中，所述波导(13)包含超过一层的相同材料层，或者超过一层的不同材料层，并且其中所述层通过粘接材料(14)，优选通过粘合剂粘接。