[发明专利]一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法及系统

说明书

本发明公开了一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法，包括：S11.调整换能器与水听器的相对平行位置；S12.记录三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；S13.将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并调整换能器角度，使水听器接收到声场波形最高幅值；S14.将水听器沿机械z轴方向移动至近场，并记录三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；S15.将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并记录三维定位系统在远场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；S16.计算步骤S14中记录的位置坐标与步骤S15中记录的位置坐标的误差，并判断计算得到的误差是否在λ/2内，若是，则得到机械z轴与换能器声束准直轴平行。

技术领域

本发明涉及水听器对准技术领域，尤其涉及一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法及系统。

背景技术

标准JJF 1518医用超声声场测量系统校准规范与GB/T 16540声学-在0.5～15MHz频率范围内的超声场特性及其测量-水听器法中，使用水听器法进行声场测量，均有对水听器定位系统与使用方式的描述，“水听器安装在三维定位系统上,定位系统可沿XYZ三个直角坐标系平移，调整后，其中一个轴应与声束准直轴平行”。其中在GB/T 16540声学-在0.5～15MHz频率范围内的超声场特性及其测量-水听器法中7.2章节、7.3章节、附录A1.3都涉及到关于水听器定位调整的方式方法。详阅标准，其并未给出任一种机械轴与声束准直轴平行的方式方法描述，所涉内容仅起指导作用。

如公开号为CN102279044A的专利公开了一种在超声换能器声场测量中水听器与声轴自动准直的方法。在利用水听器测量换能器的轴向声压时，需要对水听器和换能器轴向进行准直，使换能器几何轴线与水听器接收方向轴线重合，通常都是采用手工调整，目测信号准直的方法。上述方案虽然可以实现水听器与声轴的自动准直，但该准直方法仅是在某个平面上寻找与声轴相交点的位置。从本质上是已然无法实现机械轴与声束准直轴平行的，上述方案强调单个声轴点的寻找，在实际声场测试过程中，实现机械轴与声束准直轴的平行，对后续声场测试的准确性和便捷性，至关重要。

针对上述技术问题，本发明提出一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法及系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法及系统。对超声脉冲声场进行模型分析，在声场“近场”与“远场”处，分别寻找垂直于声束准直轴平面的声场波形幅值最大的两个位置点，两点所确定的直线即为声场的声束准直轴，通过调整换能器角度，即改变声束准直轴方向，达到声束准直轴与机械轴重合，在垂直于声束准直轴平面的其余位置处，机械轴与声束准直轴平行的目的。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种声场测量机械轴与声束准直轴平行方法，包括：

S1.调整换能器与水听器的相对平行位置；

S2.记录与水听器连接的三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；

S3.将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并调整换能器角度，使水听器接收到声场波形最高幅值；

S4.将水听器沿机械z轴方向移动至近场，并记录与水听器连接的三维定位系统在近场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；

S5.将水听器沿机械z轴方向移动至远场，并记录与水听器连接的三维定位系统在远场处xy轴方向搜索的声场波形最高幅值位置坐标；

S6.计算步骤S4中记录的近场处的声场波形最高幅值位置坐标与步骤S5中记录的远场处的声场波形最高幅值位置坐标的误差，并判断计算得到的误差是否在λ/2内，若否，则执行步骤S3；若是，则得到机械z轴与换能器声束准直轴平行。

进一步的，所述步骤S2、步骤S4、步骤S5的具体方式均包括：