[发明专利]超声波声束定向装置

说明书

本发明涉及一种超声波声束定向装置，尤其是由吸声装置构成的能方便的使超声波声束缩窄的声束定向装置。

目前，公知的超声波换能器都具有一定的扩散角，其大小取决于换能器尺寸与波长的比值，比值大则扩散角小；比值小则扩散角大。扩散角越大，则声束指向越差，即定向性差。在现实中，我们常需要声束有较强的定向性，以提高抗干扰性能。如果靠改变换能器尺寸来提高定向性是不方便的，有时是不可能的。因此，就需要外加声束定向装置来加强声束的定向性。若采用简单的阻挡方法，则因反射的影响并不能有效的使声束定向。目前的声束定向装置有喇叭反射聚束式和声透镜折射聚焦式。反射喇叭一般用于圆筒式压电换能器起定向作用，而用于普通的平板式压电换能器时对定向作用不大。声透镜适用于超声探伤，作用距离近。这两种定向装置都存在定向性较差，制造复杂，配套通用性差等问题，给实际使用带来困难。

本发明的目的是提供一种超声波声束定向装置，它能方便的使声束缩窄而使声束定向性加强。本装置制造简单，在配用多种扩散角的换能器方面有很强的通用性。

为解决上述任务，本发明采用的解决方案是：安装于超声波换能器前声束径路上的超声波声束定向装置由吸声装置构成，它能使有用的声束部分顺利通过而对无用的声束部分进行阻拦衰减吸收，从而人为缩窄了声束，加强了声束定向性。    

上述的吸声装置可以用对超声波有散射，漫反射的吸声材料层构成。吸声材料层可用颗粒材料如金属颗粒或非金属颗粒；也可用多孔材料如海棉或泡沫塑胶；也可用纤维材料如毛毡或金属丝等构成。当然也可采用其他吸声手段来构成吸声装置。

如果我们需要声束直向定向，则可将定向装置中的吸声装置设计为筒形，加在换能器前声束径路上，使有用的直向中心声束部分顺利的由筒中通过，而无用的边缘扩散声束部分则被筒壁所阻拦衰减吸收。从而缩窄了声束，提高了直向定向性。改变吸声筒作用距离的长短或内径就可方便的改变声束的宽窄，就可配用不同扩散角的换能器。

为保证声束定向装置的机械强度及减少无用声波的泄漏，声束定向装置设有外壳；为防尘、防异物等目的，声束定向装置开放口端设有防护网，此网由细丝制成，不影响超声波的通过。

由于采用上述方案，使超声波声束定向性加强，采用吸声装置缩窄声束，结构简单，通用性强。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的原理示意图。

图2是本发明的实施例构造剖视示意图。

在图1中，超声波换能器(1)前声束径路上装设的声束定向装置(2)由吸声装置构成，它对有用的声束部分无影响，而对无用的声束部分进行阻拦衰减吸收，从而使声束缩窄，定向性加强。

在图2所示的实施例中，超声波换能器(1)前声束径路上装设的直向定向式声束定向装置(2)为筒形，筒内壁为纤维吸声材料层(3)。有用的直向中心声束部分由筒中顺利通过，而无用的边缘扩散声束部分则被筒壁的纤维吸声材料层(3)所阻拦衰减吸收。从而使声束缩窄形成直向定向声束。为提高机械强度及减少无用声波泄漏，设有外壳(4)，为防尘，防异物等，在开放口端设有防护网(5)，此网为细丝制成，不影响超声波的通过。