[发明专利]一种超声换能器声场的测试方法

权利要求书

1.一种超声换能器声场的测试方法，其特征在于：该测试方法的步骤如下：

步骤一、采用直径d₀的圆柱钢体作为反射体(1)，将反射体(1)放置于吸声水槽(8)中，以吸声水槽(8)的深度方向作为z轴方向，使反射体(1)的轴线平行于该z轴方向；

所述d₀的确定方法是根据被测试超声换能器的频率f和晶片尺寸D，以及声波在水中的声速c₀和波长λ＝c₀/f，确定反射体(1)的直径d₀，使d₀与2πλ为同一数量级且小于晶片尺寸D；

步骤二、将被测试的超声换能器(10)水平固定在xy二维扫查装置上，使超声换能器(10)的声束垂直于反射体(1)的圆柱钢体的轴线方向入射，xy二维扫查装置沿反射体(1)的垂直于轴线的横截面运动，该运动沿x轴方向做往复运动，沿y轴方向做步进运动，使超声换能器(10)的声束以该运动的方式进行扫查并成像；

步骤三、将超声换能器(10)沿自身轴线旋转一定角度Δθ，重复步骤二的扫查方式并成像，然后再将超声换能器(10)沿自身轴线旋转一定角度Δθ，使旋转角度的积累达到360°；

步骤四、令第n次旋转超声换能器(10)的成像结果中某一成像点C_i的坐标为(x_i,y_i)，对应旋转角度为nΔθ，将该点C_i的坐标转换为(x_i,y_i,x_isin(nΔθ))，完成该点C_i的三维重构；

步骤五、采用步骤四的方法对超声换能器(10)360°旋转后所得的成像结果中所有的成像点进行三维重构，即可得到被测试超声换能器(10)声场分布的三维可视化测试结果。

2.根据权利要求1所述的超声换能器声场的测试方法，其特征在于：所述反射体(1)的固定方式为：将反射体(1)插入三爪固定夹头(2)内，三爪固定夹头(2)安装在底盘(4)上，通过锁紧螺丝(3)将底盘(4)与反射体(1)锁紧固定，并使反射体(1)的轴线与底盘(4)的轴线重合。

3.根据权利要求1所述的超声换能器声场的测试方法，其特征在于：xy二维扫查装置包括x向扫查架(5)、y向扫查架(6)、z向支架(7)、自旋云台夹持装置(9)，被测试的超声换能器(10)安装在自旋云台夹持装置(9)，自旋云台夹持装置(9)安装在z向支架(7)上。

4.根据权利要求3所述的超声换能器声场的测试方法，其特征在于：自旋云台夹持装置(9)包括定子(11)和转子(12)，定子(11)固定于z向支架(7)上，超声换能器(10)固定于转子(12)，定子(11)和转子(12)共轴且可以相对转动。

5.根据权利要求4所述的超声换能器声场的测试方法，其特征在于：定子(11)上有角度刻线，用于设置和记录转子(12)转动的角度。

6.根据权利要求1所述的超声换能器声场的测试方法，其特征在于：反射体(1)的材料为不锈钢。

7.根据权利要求1所述的超声换能器声场的测试方法，其特征在于：超声换能器(10)沿自身轴线旋转角度Δθ为10°～90°。