[实用新型]大量程超声功率测量装置

说明书

本实用新型涉及一种超声功率测量装置，尤其涉及一种大量程超声功率测量装置，属于声学测量技术领域。

现有技术中，应变式超声功率计中的浮子与传感器都是连接在一起的，由于必须考虑稳定性、有效利用传感器的测量范围以及对传感器的保护，声靶表面积不能做得很大，因而量程偏小，不适合测量大口径超声换能器或超声换能器阵列所辐射的中、大超声功率。

本实用新型的目的在于提供一种新型结构的超声功率测量装置，使之能扩大超声功率计的量程，适合测量大口径超声换能器或超声换能器阵列所辐射的中、大超声功率。

为实现这样的目的，本实用新型采用浮子与托盘磁力结合的可分离式结构，装置主要由声靶、浮子、托盘、磁体、荷重传感器及底座等组成。其中，声靶为采用铜或不锈钢制作的中空倒圆锥体，上表面电镀抛光；浮子为采用硬铝合金制作的圆柱型中空薄壁壳体，其上缘与声靶的下表面紧密结合；托盘是硬铝合金制作的圆形平盘，由竖直支柱固定在悬臂梁式荷重传感器上，荷重传感器水平固定在底座的竖直支柱上；浮子的内部底面上固定有一组磁体，在托盘的下表面上也固定有一组磁体，两组相对应的磁体中至少有一组为永磁体。

测量超声功率时，水槽水平放置，其内壁及底部装有吸声尖劈，在水槽内注满去汽水，底座放在水槽的底面上，然后把浮子放在托盘上，将被测超声换能器的声发射面对准声靶。这样，超声换能器发射的超声波在声靶的上表面形成了辐射压力，该压力传递给荷重传感器，荷重传感器把压力转换为电信号并传递到电路系统，电路系统对该信号进行处理后可得超声功率。

为了提高测量精度和分辨率，本实用新型采用了高精度小量程荷重传感器。为了实现大量程测量，有如下要求：1、为了有效利用量程，测量时，要求利用浮子的浮力来平衡托盘的重量和荷重传感器的自重；2、为了保护荷重传感器，测量后，要求将声靶和浮子从托盘上拿掉；3、为了获得大量程，要求声靶的表面较大，由此重量增大，因而要求声靶和浮子具有较大的内部空腔，以浮力平衡重量，但由此产生浮力作用点的不均衡而导致的声靶倾斜和翻倒，即系统的不稳定性。为了满足上述要求，本实用新型在结构设计上采用浮子与托盘做成可分离式，利用两组磁体的磁力使浮子和托盘结合在一起。

为更好地理解本实用新型的技术解决方案，下面结合附图作进一步描述。

图1为本实用新型的结构示意图。

如图所示，超声功率测量装置包括声靶1、浮子2、托盘4、一组上磁体3和一组下磁体5、荷重传感器6及底座7等组成，声靶1为中空倒圆锥体，浮子2为圆柱型中空薄壁壳体，浮子2的上缘与声靶1的下表面紧密结合。托盘4为圆形平盘，由竖直支柱固定在悬臂梁式荷重传感器6上，荷重传感器6水平固定在底座7的竖直支柱上。一组上磁体3固定在浮子2的内部底面上，一组下磁体5固定在托盘4的下表面上。

测量超声功率时，水槽8水平放置，其内壁及底部装有吸声尖劈9，在水槽内注满去汽水10，底座7放在水槽8的底面上，然后把浮子2放在托盘4上，将被测超声换能器11的声发射面对准声靶1。这样，超声换能器11发射的超声波在声靶1的上表面形成的辐射压力传递给荷重传感器6，荷重传感器6把压力转换为电信号并传递到电路系统，电路系统对该信号进行处理后可得超声功率。

与现有技术相比，本实用新型实现了量程的扩大，可以适合测量大口径超声换能器或超声换能器阵列所辐射的中、大超声功率。另外，与电子技术和软件技术相结合，采用本实用新型的结构，也为超声功率计的智能化以及简化操作提供了必要的基础。