[发明专利]一种超声声场的测量装置及方法

权利要求书

1.一种超声声场的测量装置，其特征在于，包括数据处理模块，机架(5)，设置在机架(5)上的旋转电机箱(7)和固定装置(6)，设置在固定装置(6)上的直线往复运动机构，以及设置在直线往复运动机构上的探头板(3)；其中，

旋转电机箱(7)的输出端与固定装置(6)相连，用于驱动固定装置(6)转动；探头板(3)上设置有若干探头，用于同时采集空间中同一平面多个点的声压信息；

数据处理模块用于控制直线往复运动机构和旋转电机箱(7)动作，并对探头采集的空间中同一平面多个点的声压信息进行处理，得到声压电信号，声压电信号通过运算放大器放大进入串行模数转换模块，串行模数转换模块将其模拟信号转换为数字信号，FPGA将其数字信号存储于SDRAM存储器中，FPGA通过串口通信发送存储数字量至PC；

固定装置(6)上开设有滑槽，直线往复运动机构包括滑块(2)、丝杠(9)、设置在滑槽内一端的固定箱(1)以及另一端的直线运动电机箱(4)，固定箱(1)与直线运动电机箱(4)之间通过平行设置的固定杆(10)连接，丝杠(9)设置在两个固定杆(10)之间，直线运动电机箱(4)的输出端与丝杠(9)的一端连接，丝杠(9)的另一端与固定箱(1)活动连接，滑块(2)穿过两个固定杆(10)和丝杠(9)，并与丝杠(9)螺纹连接，探头板(3)设置在滑块(2)上；

固定箱(1)设置有限位传感器(8)，数据处理模块包括PC、FPGA、运算放大器以及串行模数转换模块，FPGA通过信号线分别连接旋转运动电机，直线运动电机、探头及限位传感器(8)，PC通过UART串口协议与FPGA进行通信，FPGA与SDRAM、运送放大器分别用信号线连接，运算放大器与ADS8344用信号线连接。

2.根据权利要求1所述的一种超声声场的 测量装置，其特征在于，直线运动电机箱(4)的输出端通过联轴器(11)与丝杠(9)的一端连接。

3.一种超声声场的测量方法，其特征在于，该方法基于权利要求1或2所述的一种超声声场测量装置，包括如下步骤，

步骤1，通过FPGA编程，控制直线运动电机回零，即Z轴归零；

步骤2，编程实现控制探头板的运动轨迹，可实现转动及直线运动；

步骤3，采用超声波信号接收器作为数据接收端，可将空气中的超声振动由压电陶瓷的压电效应，从机械能转换成电压信号，使用运算放大器调制模拟信号；

步骤4，采用串行模数转换芯片ADS8344实现模数转换，使用相控阵方式采集模拟信号，采集信号存储于FPGA的SDRAM存储器中；

步骤5，经过一次完整的采集，通过串口发送至上位机，实现声场可视化。