一種吸收靶和輻射壓力測量系統的製作方法
2023-09-21 00:51:55 2
專利名稱：一種吸收靶和輻射壓力測量系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及聲功率測量技術，尤其涉及一種吸收靶和輻射壓力 測量系統。
背景技術：
通常通過對聲場的測量來評價聲學換能器的性能。在國標GB/T 198卯-2005中對用於聲場測量的系統進行了規範。
現有技術中對聲場的測量主要有兩種方式。 一種方式是用水聽器 法，其測量聲場中的聲壓波形及其空間分布，從而導出相應的聲強和相 關參數。由於水聽器不能承受高功率，因此只能在小功率條件下進行使 用，不能完全反映設備的實際工作情況。另外一種方式是採用輻射壓力 法測量聲功率。輻射壓力測量現在多採用吸聲橡膠製成的吸收靶，在測 量過程中，它的安裝與位置有關係，在焦平面時通常會有一個很強的測 量值，這與理論是不相符的，而到目前為止尚未有對於其形成原因的令 人滿意的解釋。此外，由於吸聲橡膠的聲衰減作用會產生熱量，損壞吸 收粑，也會造成測量的不穩定、不準確。
實用新型內容
本實用新型要解決的 一個技術問題是提供一種測量穩定、性能好的 吸收靶。
本實用新型提供的吸收靶，包括底板和刷毛，刷毛固定在底板上。 其中，刷毛為尼龍纖維，底板由塑料、膠木、或金屬構成。該金屬 可以是鋁和不鏽鋼。
根據本實用新型的一個實施例，在底板上打有沉孔，通過沉孔將刷
毛束固定於底板上。進一步，在刷毛與底板的連接處灌有矽膠層。根據本實用新型的一個實施例，刷毛在底板上均勻緊密排列。
本實用新型還提供了 一種輻射壓力測量系統，包括上述的吸收靶；
懸吊系統，用於固定吸收靶；和測力系統，用於測量吸收靶受到的輻射壓力。
根據本實用新型的輻射壓力測量系統的 一 個實施例，懸吊系統為連 杆系統，測力系統為推拉力計。
本實用新型提供的吸收靶，採用刷毛作為吸聲材料，反射係數 小、不會產生熱量，從而使得測量穩定、測量性能好。
進一步，底板採用塑料、膠木、或金屬等材料、刷毛採用纖維材 料，具有製作方便、材料容易獲得、製作要求容易滿足、不易損壞的優點。
進一步，刷毛在底板上均勻緊密排列，刷毛的長度不同，減小了反 射係數和透射係數，從而提高了測試性能。
圖1為根據本實用新型的吸收靶的結構示意圖； 圖2為根據本實用新型的吸收靶的一個實施例的產品圖示； 圖3為根據本實用新型的輻射壓力測量系統的一個實施例的結構示 意圖4為根據本實用新型的一個輻射壓力測量系統的產品圖示。
具體實施方式
下面參照附圖對本實用新型進行更全面的描述，其中說明本實用新 型的示例性實施例。
輻射壓力測量的原理是用吸收靶將聲能量吸收，轉化為壓力，通過 測量壓力值，從而換算出聲功率，進而可以計算出換能器的聲轉化效 率。本實用新型的毛刷靶(吸收靶)的大量刷毛可以有效地吸收聲能 量，減少透射和反射，因此能夠比較準確地反映聲功率的大小。
圖1為根據本實用新型的吸收靶的結構示意圖。如圖1所示，該吸收靶包括底板101和刷毛102,刷毛102固定在底板101上。
底板的作用包括固定刷毛，應該具有一定的厚度和硬度。本實用新 型的吸收靶底板的材料可以為塑料、膠木、金屬等。作為底板的金屬可 以使用鋁、不鏽鋼等抗鏽蝕的材料，能夠適應吸收靶主要在水中使用的 特點。鋁的密度小，可以使靶的自重更輕，適合於精度更高的測量元 件，且加工也較容易。刷毛的材料可以尼龍纖維，由於它有一定的硬 度，更適合力的吸收和傳遞。
一種將纖維和底板的結合方法是在底板上打沉孔，將各束纖維對
折植入沉孔中，然後用結實的纖維勒緊。為保證毛刷靶的牢固，還也可 以在刷毛與底邊連接處灌一薄層矽膠。也可以直接用矽膠將刷毛固定在 底板上。
刷毛在底板上的排列應當均勻，平衡性好，保證測量平面的穩定 性。此外，刷毛應該儘量緊密排列，以減小超聲波的反射。可以將底板 上的纖維緊密排列到沒有明顯的間隙。
根據本實用新型的吸收靶的一個實施例，刷毛(例如纖維)的長度 不同。刷毛的長短不均對測量的結果沒有大的影響，但可以使吸收耙反 射係數更小。
吸收耙常用於HIFU (高強度聚焦超聲)換能器的測量。對於 HIFU換能器的測量，吸收靶應該足夠大，以吸收全部超聲射束。下面 的公式描述了圓形吸收靶的半徑和換能器滿足的位置關係
formula see original document page 5 ( 1 )
其中，b為圓形吸收靶的半徑，Zd為靶的中心和換能器焦點之間的 距離。測出的輻射力和聲功率的對應關係為
formula see original document page 5 2 )
圖2為根據本實用新型的吸收靶的一個實施例的產品圖示。 本實用新型的吸收靶，測量性能好、測量穩定，重複性好；使用不 受位置限制，操作簡便；並且具有製作方便、材料容易獲得、製作要求 容易滿足、不易損壞的優點。此外，還具有反射係數小、透射係數小的 優點，在對本實用新型的吸收靶的測試中，反射係數僅3.3%左右，小於國標要求的5%，而吸聲橡膠靶的反射係數一般在7.1% 10%之間； 在測試中幾乎測量不到透射係數。
需要指出的是，本實用新型的吸收靶並不限於圓形，而是可以根據 需要設計其形狀，如長方形等。
圖3為根據本實用新型的輻射壓力測量系統的一個實施例的結構示 意圖。如圖3所示，該輻射壓力測量系統包括測力系統31、懸吊系統 32和吸收耙33。其中，吸收靶33採用本實用新型的吸收靶。懸吊系統 32用於固定吸收靶31;測力系統31用於測量吸收靶33受到的輻射壓 力。該測試系統可以用於聲束向下的測試中。圖4為根據本實用新型的 一個輻射壓力測量系統的產品圖示，其中，懸吊系統是連杆系統，測力 系統是推拉力計，通過連杆系統硬連接吸收靶和推拉力計，其中推拉力 計的測量精度為0.001N。
根據本實用新型的輻射壓力測量系統的另 一個實施例，其中吸收 耙、懸吊系統和測量系統的上下位置關係與圖3所示的相反，吸收靶位 於最上方，而測力系統位於最下方。測力系統可以是電子天平或者測力 傳感器。
本實用新型提供的吸收靶，也可以用作各種聲音或噪音屏蔽系統中 的吸聲裝置。
本實用新型的描述是為了示例和描述起見而給出的，而並不是無遺 漏的或者將本實用新型限於所公開的形式。很多修改和變化對於本領域 的普通技術人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本實 用新型的原理和實際應用，並且使本領域的普通技術人員能夠理解本實 用新型從而設計適於特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
權利要求1. 一種吸收靶，其特徵在於，包括底板和刷毛，所述刷毛固定在所述底板上。
2. 根據權利要求1所述的吸收靶，其特徵在於，所述刷毛為尼龍 纖維，所述底板由塑料、膠木、或金屬構成。
3. 根據權利要求1所述的吸收靶，其特徵在於，所述底板上打有 沉孔，通過所述沉孔將所述刷毛束固定於所述底板上，在所述刷毛與所 述底板的連接處灌有矽膠層。
4. 根據權利要求1所述的吸收靶，其特徵在於，所述刷毛在所述 底板上均勻緊密排列。
5. 根據權利要求1所述的吸收耙，其特徵在於，所述吸收靶的底 板為圓形，所述吸收靼的半徑b滿足arctan(上)> 45其中，Zd為吸收草巴的中心到待測聲學換能器的焦點的距離。
6. —種輻射壓力測量系統，其特徵在於，包括如權利要求1至5 中任意一項所述的吸收靶；懸吊系統，用於固定所述吸收靶；和測力系 統，用於測量所述吸收靶受到的輻射壓力。
7. 根據權利要求6所述的輻射壓力測量系統，其特徵在於，所述 懸吊系統為連杆系統，所述測力系統為推拉力計。
專利摘要本實用新型公開一種吸收靶和輻射壓力測量系統。該吸收靶包括底板和刷毛，其中刷毛固定在底板上。本實用新型提供的吸收靶和輻射壓力測量系統，採用刷毛作為吸聲材料，反射係數小、不會產生熱量，從而具有測量穩定、測量性能好的優點。
文檔編號G01H3/00GK201262570SQ20082010951
公開日2009年6月24日 申請日期2008年7月29日 優先權日2008年7月29日
發明者吳曉東, 姜克明, 李春生, 珺 楊 申請人:海扶寧高強超聲技術(北京)有限公司