專利名稱：用于調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波換能器擴(kuò)散角測(cè)量裝置，特別是涉及一種在測(cè)量擴(kuò)展角前，調(diào) 節(jié)超聲波換能器發(fā)射探頭發(fā)射面與超聲波回波反射板平面嚴(yán)格平行的裝置。
背景技術(shù)：
專利號(hào)為“CN200720108554.9”的實(shí)用新型專利公開了“一種超聲波換能器聲束擴(kuò)
散角的測(cè)量裝置”，它運(yùn)用了幾何聲學(xué)原理，采用測(cè)量可旋轉(zhuǎn)信號(hào)反射板的超聲波回波信號(hào) 的方法間接測(cè)量超聲波換能器發(fā)射聲束聲場(chǎng)擴(kuò)散角，本裝置簡(jiǎn)單實(shí)用、可操作性強(qiáng)，裝卸方 便，價(jià)格低廉，替代了昂貴的進(jìn)口設(shè)備，廣泛應(yīng)用于超聲波學(xué)科教學(xué)演示、超聲波技術(shù)應(yīng)用、 超聲波換能器研究與生產(chǎn)等領(lǐng)域。在超聲波換能器擴(kuò)散角實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，須首先保證超聲波換能器探頭發(fā)射面與 超聲波回波反射板嚴(yán)格平行，這樣才能進(jìn)一步開展下一步的擴(kuò)展角測(cè)量步驟。作為教學(xué)實(shí) 驗(yàn)及教學(xué)演示裝置，又希望在調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行度時(shí)方法直觀、 準(zhǔn)確、省時(shí)。但現(xiàn)有的作法通常是移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)反射板，通過(guò)人眼來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)平行，費(fèi)時(shí)費(fèi)力而 且不夠可靠準(zhǔn)確，提高了指導(dǎo)教師的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作強(qiáng)度和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)難度，降低了實(shí)驗(yàn)效 率和效果。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單實(shí)用，調(diào)整超聲波換能器發(fā)射面 與超聲波回波反射板平行度省時(shí)省力，可靠準(zhǔn)確的裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用于調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的裝置，包括超聲波換能器 探頭，在所述探頭的一側(cè)設(shè)有反射板，探頭的超聲波發(fā)射面正對(duì)反射板的中心，所述反射板 的底部中心連接支撐桿，反射板繞支撐桿的中心軸旋轉(zhuǎn)，還包括兩個(gè)所發(fā)射的激光束均與 超聲波換能器探頭發(fā)射面垂直的激光發(fā)射器，在反射板上對(duì)應(yīng)設(shè)有接收激光發(fā)射器所發(fā)射 激光束的激光接收點(diǎn)傳感器，所述的支撐桿底部連接使支撐桿向任意方向傾斜的調(diào)節(jié)裝 置。作為優(yōu)選，所述的調(diào)節(jié)裝置包括一底座，在底座上設(shè)有一上端開口的球形槽，在球 形槽內(nèi)設(shè)有自由轉(zhuǎn)動(dòng)的萬(wàn)向節(jié)球，所述的支撐桿與萬(wàn)向節(jié)球露出于球形槽外的外表面固定 連接，該調(diào)節(jié)裝置上還設(shè)有限制萬(wàn)向節(jié)球轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖緊機(jī)構(gòu)。激光發(fā)射器輸出兩路平行可見 激光，用肉眼觀察與測(cè)量激光接收點(diǎn)傳感器輸出信號(hào)相結(jié)合的方法，仔細(xì)調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)反射板， 直至激光光束對(duì)準(zhǔn)激光接收點(diǎn)傳感器，這時(shí)激光接收點(diǎn)傳感器輸出接收信號(hào)，這時(shí)超聲波 換能器探頭發(fā)射面與反射板平行調(diào)整完成。作為優(yōu)選，所述的鎖緊機(jī)構(gòu)為在底座上設(shè)有連通底座外部與球形槽的螺紋孔，在 螺紋孔內(nèi)穿設(shè)有螺釘。當(dāng)調(diào)整好超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行時(shí)，可向里擰緊螺 釘，螺釘?shù)牧硪欢说肿∪f(wàn)向節(jié)球，使其不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。[0009]作為優(yōu)選，在反射板與調(diào)節(jié)裝置之間還設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，所述的支撐桿為步進(jìn)電機(jī) 的輸出軸，步進(jìn)電機(jī)的底部與調(diào)節(jié)裝置固定連接。步進(jìn)電機(jī)的作用是在調(diào)整好超聲波換能 器探頭發(fā)射面與反射板平行后，用以測(cè)量聲束擴(kuò)散角之用，其可以精確控制支撐桿的旋轉(zhuǎn) 角度，使得實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確率大大提高。為了美觀并且利于測(cè)量平行，作為優(yōu)選，所述的激光發(fā)射器對(duì)稱設(shè)置在超聲波換 能器探頭的左右兩側(cè)。為了使調(diào)整平行度時(shí)更加精確，作為優(yōu)選，所述的激光發(fā)射器的激光發(fā)射器與超 聲波換能器探頭的超聲波發(fā)射面處于同一個(gè)平面上。本發(fā)明有益效果在于本發(fā)明在制作超聲波換能器聲束擴(kuò)散角測(cè)量裝置中，首先 在調(diào)試過(guò)程中保證當(dāng)超聲波換能器探頭發(fā)射面與超聲波反射板初始平行時(shí)，激光發(fā)射器發(fā) 出的兩條激光細(xì)束正好分別對(duì)準(zhǔn)反射板中的兩只激光接收點(diǎn)傳感器。這樣，在實(shí)際應(yīng)用過(guò) 程中，當(dāng)超聲波換能器探頭發(fā)射面與超聲波反射板平行度發(fā)生偏離時(shí)，反復(fù)調(diào)節(jié)反射板的 上下、左右位置，直至超聲波換能器探頭發(fā)射面發(fā)出的激光細(xì)束重新對(duì)準(zhǔn)反射板中的激光 接收點(diǎn)傳感器，即可確定超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行。本裝置具有調(diào)整方便，省時(shí)省力，準(zhǔn)確性高的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，使指導(dǎo)教師和學(xué)生在準(zhǔn) 備及實(shí)施超聲波應(yīng)用實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)超聲波換能器平面與超聲波信號(hào)反射板平行度整定操作實(shí) 現(xiàn)“即看即用、即學(xué)即會(huì)”，達(dá)到操作簡(jiǎn)明、實(shí)用可靠的目的，降低指導(dǎo)教師的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作 強(qiáng)度和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)難度，提高實(shí)驗(yàn)效率與效果。

圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如下實(shí)施例如圖1所示，本發(fā)明的用于調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的裝置， 包括超聲波換能器探頭1，所述的超聲波探頭1固定在一支承板5上，超聲波探頭1的超 聲波發(fā)射面與支承板5的外表面處于同一個(gè)平面上，超聲波探頭發(fā)射面是指發(fā)射超聲波的 面，在所述探頭1的一側(cè)設(shè)有反射板2，反射板2材質(zhì)可采用普通鋼材或鋁材等金屬材料， 為了使測(cè)量更加準(zhǔn)確，超聲波換能器2正對(duì)反射板2的中心，所述反射板2的底部中心開有 軸孔，在軸孔內(nèi)插接支撐桿6，反射板2繞支撐桿6的中心軸YY'旋轉(zhuǎn)，在支承板5上安裝 有兩個(gè)所發(fā)射的激光束均與超聲波換能器探頭發(fā)射面垂直的激光發(fā)射器3，所述的激光發(fā) 射器3連接激光驅(qū)動(dòng)電源(圖中未顯示)，所述的激光發(fā)射器3正對(duì)反射板2設(shè)置，所述的 激光發(fā)射器3對(duì)稱設(shè)置在超聲波換能器探頭1的左右兩側(cè)，所述的激光發(fā)射器3的激光發(fā) 射面與超聲波換能器探頭1的超聲波發(fā)射面處于同一個(gè)平面上，在反射板2上對(duì)應(yīng)設(shè)有接 收激光發(fā)射器3所發(fā)射激光束的激光接收點(diǎn)傳感器4，所述的支撐桿6底部連接使支撐桿6 向任意方向傾斜的調(diào)節(jié)裝置。如圖2所示，所述的調(diào)節(jié)裝置包括一底座7，在底座7上設(shè)有一上端開口的球形槽8，在球形槽8內(nèi)設(shè)有自由轉(zhuǎn)動(dòng)的萬(wàn)向節(jié)球9，在反射板2與調(diào)節(jié)裝置之間還設(shè)有步進(jìn)電機(jī) 11，所述的支撐桿6為步進(jìn)電機(jī)11的輸出軸，支撐桿6與反射板2底部中心的軸孔緊配連 接，步進(jìn)電機(jī)11的底部與萬(wàn)向節(jié)球9露出于球形槽外的外表面固定連接；該調(diào)節(jié)裝置上還 設(shè)有限制萬(wàn)向節(jié)球9轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖緊機(jī)構(gòu)，所述的鎖緊機(jī)構(gòu)為在底座7上設(shè)有連通底座外部與 球形槽8的螺紋孔，在螺紋孔內(nèi)穿設(shè)有螺釘10，當(dāng)調(diào)整好反射板2的位置后，擰緊螺釘10， 使螺釘10的另一端抵住萬(wàn)向節(jié)球9，將其固定。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，本發(fā)明的校準(zhǔn)方法如下，打開激光驅(qū)動(dòng)電源，使激光發(fā)射器輸 出兩路平行可見激光，松開反射板下面的調(diào)節(jié)裝置的鎖定機(jī)構(gòu)，即松開螺釘，用肉眼觀察與 測(cè)量激光接收點(diǎn)傳感器輸出信號(hào)相結(jié)合的方法，仔細(xì)調(diào)整活動(dòng)反射板上下、左右等各方向 的旋轉(zhuǎn)角度，直至激光光束對(duì)準(zhǔn)激光接收點(diǎn)傳感器，此時(shí)，激光接收點(diǎn)傳感器發(fā)出相應(yīng)光、 電信號(hào)，表明超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行，然后擰緊螺釘，平行度調(diào)整過(guò)程結(jié) 束ο雖然在調(diào)整當(dāng)超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板初始平行時(shí)，所采用的用示波器 來(lái)觀察超聲波回波返回時(shí)間來(lái)確定探頭發(fā)射面與反射板平行也是一種方法，但是其調(diào)整極 為復(fù)雜繁瑣，且難度較大，所以只適用于初始平行的調(diào)整；在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，再采用上述 初始平行調(diào)整的方法未免不夠簡(jiǎn)便，時(shí)間上也不允許，所以是不適用的。本發(fā)明在初始平行 調(diào)整后，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，采用肉眼觀察與測(cè)量激光接收點(diǎn)傳感器輸出信號(hào)相結(jié)合的方 法，仔細(xì)調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)反射板來(lái)確定超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行。這種方法較為簡(jiǎn) 便，省時(shí)省力，且準(zhǔn)確度也很高。
權(quán)利要求一種用于調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的裝置，包括超聲波換能器探頭(1)，在所述探頭(1)的一側(cè)設(shè)有反射板(2)，探頭(1)的超聲波發(fā)射面正對(duì)反射板(2)的中心，所述反射板(2)的底部中心連接支撐桿，反射板(2)繞支撐桿(6)的中心軸旋轉(zhuǎn)，其特征是還包括兩個(gè)所發(fā)射的激光束均與超聲波換能器探頭發(fā)射面垂直的激光發(fā)射器(3)，在反射板(2)上對(duì)應(yīng)設(shè)有接收激光發(fā)射器所發(fā)射激光束的激光接收點(diǎn)傳感器(4)，所述的支撐桿(6)底部連接使支撐桿向任意方向傾斜的調(diào)節(jié)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的裝置，其 特征在于所述的調(diào)節(jié)裝置包括一底座(7)，在底座(7)上設(shè)有一上端開口的球形槽(8)，在 球形槽⑶內(nèi)設(shè)有自由轉(zhuǎn)動(dòng)的萬(wàn)向節(jié)球(9)，所述的支撐桿(6)與萬(wàn)向節(jié)球(9)露出于球形 槽外的外表面固定連接，該調(diào)節(jié)裝置上還設(shè)有限制萬(wàn)向節(jié)球轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖緊機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的裝置，其 特征在于所述的鎖緊機(jī)構(gòu)為在底座上設(shè)有連通底座外部與球形槽的螺紋孔，在螺紋孔內(nèi) 穿設(shè)有螺釘(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的 裝置，其特征在于在反射板(2)與調(diào)節(jié)裝置之間還設(shè)有步進(jìn)電機(jī)(11)，所述的支撐桿(6) 為步進(jìn)電機(jī)的輸出軸，步進(jìn)電機(jī)(11)的底部與調(diào)節(jié)裝置固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的裝置，其 特征在于所述的激光發(fā)射器(3)對(duì)稱設(shè)置在超聲波換能器探頭(1)的左右兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的用于調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的裝 置，其特征在于所述的激光發(fā)射器(3)的激光發(fā)射面與超聲波換能器探頭(1)的超聲波發(fā) 射面處于同一個(gè)平面上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的裝置，是在探頭一側(cè)安裝有兩個(gè)激光發(fā)射器，在反射板上對(duì)應(yīng)安裝有激光接收點(diǎn)傳感器，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，當(dāng)超聲波換能器探頭發(fā)射面與超聲波反射板平行度發(fā)生偏離時(shí)，反復(fù)調(diào)節(jié)反射板的上下、左右位置，直至超聲波換能器探頭發(fā)射面發(fā)出的激光細(xì)束重新對(duì)準(zhǔn)反射板中的激光接收點(diǎn)傳感器，即可確定超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行；具有調(diào)整方便，省時(shí)省力，準(zhǔn)確性高的優(yōu)點(diǎn)，降低指導(dǎo)教師的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作強(qiáng)度和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)難度，提高實(shí)驗(yàn)效率與效果。
文檔編號(hào)G09B23/14GK201637482SQ20092029567
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者鮑小南 申請(qǐng)人:浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院