專利名稱：調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波換能器擴散角測量裝置，特別是涉及一種在測量擴展角前，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格平行的方法及裝置。
背景技術(shù)：
專利號為"CN200720108554.9"的實用新型專利公開了"一種超聲波換能器聲束擴 散角的測量裝置"，它運用了幾何聲學原理，采用測量可旋轉(zhuǎn)信號反射板的超聲波回波信號 的方法間接測量超聲波換能器發(fā)射聲束聲場擴散角，本裝置簡單實用、可操作性強，裝卸方 便，價格低廉，替代了昂貴的進口設(shè)備，廣泛應(yīng)用于超聲波學科教學演示、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。 在超聲波換能器擴散角實際測量過程中，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格平行，這樣才能進一步開展下一步的擴展角測量步驟。作為教學實 驗及教學演示裝置，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方法直觀、 準確、省時。但現(xiàn)有的作法通常是移動、轉(zhuǎn)動反射板，通過人眼來進行校準平行，費時費力而 且不夠可靠準確，提高了指導(dǎo)教師的實驗準備工作強度和學生的實驗難度，降低了實驗效 率和效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種簡單實用，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省力，可靠準確的方法及裝置。 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的 —種調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的方法，包括如下步驟(1)，在 超聲波換能器探頭這一側(cè)安裝兩個激光發(fā)射器，并調(diào)整激光發(fā)射器的位置使其發(fā)射的激光 垂直于探頭發(fā)射面，在反射板上對應(yīng)安裝有兩個激光接收點傳感器，首先調(diào)整當超聲波換 能器探頭發(fā)射面與反射板初始平行時，激光發(fā)射器發(fā)出的兩條激光細束正好分別對準反射 板中的兩只激光接收點傳感器；(2)，在實際應(yīng)用過程中，當超聲波換能器探頭發(fā)射面與反 射板平行度發(fā)生偏離時，反復(fù)調(diào)節(jié)反射板各方向的位置，直至兩個激光發(fā)射器發(fā)出的激光 束重新對準反射板中的激光接收點傳感器，即可確定超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平 行。 作為優(yōu)選，步驟(1)中所述的調(diào)整當超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板初始平行 的方法為首先確定啟動超聲波換能器探頭，反復(fù)調(diào)節(jié)反射板的位置，并用示波器觀察超聲 波回波返回時間延時數(shù)據(jù)，當超聲波換能器探頭中心點與反射板中心點直線距離確定后， 超聲波回波返回時間最大時，反射板所處位置即為超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行 位置，從而確定超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板初始平行。 —種調(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，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)動的萬向節(jié)球，所述的支撐桿與萬向節(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)有限制萬向節(jié)球轉(zhuǎn)動的鎖緊機構(gòu)。激光發(fā)射器輸出兩路平行可見 激光，用肉眼觀察與測量激光接收點傳感器輸出信號相結(jié)合的方法，仔細調(diào)整轉(zhuǎn)動反射板， 直至激光光束對準激光接收點傳感器，這時激光接收點傳感器輸出接收信號，這時超聲波 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。當調(diào)整好超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行時，可向里擰緊螺 釘，螺釘?shù)牧硪欢说肿∪f向節(jié)球，使其不會發(fā)生轉(zhuǎn)動。 作為優(yōu)選，在反射板與調(diào)節(jié)裝置之間還設(shè)有步進電機，所述的支撐桿為步進電機 的輸出軸，步進電機的底部與調(diào)節(jié)裝置固定連接。步進電機的作用是在調(diào)整好超聲波換能 器探頭發(fā)射面與反射板平行后，用以測量聲束擴散角之用，其可以精確控制支撐桿的旋轉(zhuǎn) 角度，使得實驗準確率大大提高。 為了美觀并且利于測量平行，作為優(yōu)選，所述的激光發(fā)射器對稱設(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散角測量裝置中，首先 在調(diào)試過程中保證當超聲波換能器探頭發(fā)射面與超聲波反射板初始平行時，激光發(fā)射器發(fā) 出的兩條激光細束正好分別對準反射板中的兩只激光接收點傳感器。這樣，在實際應(yīng)用過 程中，當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，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)出的激光細束重新對準反射板中的激光 接收點傳感器，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，省時省力，準確性高的優(yōu)點；同時，使指導(dǎo)教師和學生在準 備及實施超聲波應(yīng)用實驗時對超聲波換能器平面與超聲波信號反射板平行度整定操作實 現(xiàn)"即看即用、即學即會"，達到操作簡明、實用可靠的目的，降低指導(dǎo)教師的實驗準備工作 強度和學生的實驗難度，提高實驗效率與效果。


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。
具體實施例方式
本發(fā)明的具體實施方式
如下 實施例一種調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的方法，包括如下步 驟
4
(l)，在超聲波換能器探頭這一側(cè)安裝兩個激光發(fā)射器，并調(diào)整激光發(fā)射器的位置使其發(fā)射的激光垂直于探頭發(fā)射面，在反射板上對應(yīng)安裝有兩個激光接收點傳感器，首先調(diào)整當超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板初始平行時，激光發(fā)射器發(fā)出的兩條激光細束正好分別對準反射板中的兩只激光接收點傳感器；初始平行的調(diào)整方法如下啟動超聲波換能器探頭，超聲波換能器探頭連接示波器，反復(fù)調(diào)節(jié)反射板的位置，并用示波器觀察超聲波回波返回時間延時數(shù)據(jù)，當超聲波換能器探頭中心點與反射板中心點直線距離確定后，超聲波回波返回時間最大時，反射板所處位置即為超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行位置，從而確定超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板初始平行； (2)，在實際應(yīng)用過程中，當超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行度發(fā)生偏離時，反復(fù)調(diào)節(jié)反射板各方向的位置，直至兩個激光發(fā)射器發(fā)出的激光束重新對準反射板中的激光接收點傳感器，即可確定超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行。
如圖1所示，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l，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，為了使測量更加準確，超聲波換能器2正對反射板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)動電源(圖中未顯示)，所述的激光發(fā)射器3正對反射板2設(shè)置，所述的激光發(fā)射器3對稱設(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)射面處于同一個平面上，在反射板2上對應(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)動的萬向節(jié)球9，在反射板2與調(diào)節(jié)裝置之間還設(shè)有步進電機ll，所述的支撐桿6為步進電機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，步進電機ll的底部與萬向節(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)有限制萬向節(jié)球9轉(zhuǎn)動的鎖緊機構(gòu)，所述的鎖緊機構(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的另一端抵住萬向節(jié)球9，將其固定。 在實際應(yīng)用過程中，本發(fā)明的校準方法如下，打開激光驅(qū)動電源，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)裝置的鎖定機構(gòu)，即松開螺釘，用肉眼觀察與測量激光接收點傳感器輸出信號相結(jié)合的方法，仔細調(diào)整活動反射板上下、左右等各方向的旋轉(zhuǎn)角度，直至激光光束對準激光接收點傳感器，此時，激光接收點傳感器發(fā)出相應(yīng)光、電信號，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)整過程結(jié)束。 雖然在調(diào)整當超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板初始平行時，所采用的用示波器來觀察超聲波回波返回時間來確定探頭發(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；在實際應(yīng)用過程中，再采用上述初始平行調(diào)整的方法未免不夠簡便，時間上也不允許，所以是不適用的。本發(fā)明在初始平行調(diào)整后，在實際應(yīng)用過程中，采用肉眼觀察與測量激光接收點傳感器輸出信號相結(jié)合的方法，仔細調(diào)整轉(zhuǎn)動反射板來確定超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行。這種方法較為簡便，省時省力，且準確度也很高。
權(quán)利要求
一種調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的方法，其特征是包括如下步驟(1)，在超聲波換能器探頭這一側(cè)安裝兩個激光發(fā)射器，并調(diào)整激光發(fā)射器的位置使其發(fā)射的激光垂直于探頭發(fā)射面，在反射板上對應(yīng)安裝有兩個激光接收點傳感器，首先調(diào)整當超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板初始平行時，激光發(fā)射器發(fā)出的兩條激光細束正好分別對準反射板中的兩只激光接收點傳感器；(2)，在實際應(yīng)用過程中，當超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行度發(fā)生偏離時，反復(fù)調(diào)節(jié)反射板各方向的位置，直至兩個激光發(fā)射器發(fā)出的激光束重新對準反射板中的激光接收點傳感器，即可確定超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的方法，其特征 是，步驟(1)中所述的調(diào)整當超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板初始平行的方法為啟動 超聲波換能器探頭，反復(fù)調(diào)節(jié)反射板的位置，并用示波器觀察超聲波回波返回時間延時數(shù) 據(jù)，當超聲波換能器探頭中心點與反射板中心點直線距離確定后，超聲波回波返回時間最 大時，反射板所處位置即為超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行位置，從而確定超聲波 換能器探頭發(fā)射面與反射板初始平行。
3. —種調(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 (l)，在所述探頭(1)的一側(cè)設(shè)有反射板(2)，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。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(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(8)內(nèi)設(shè)有自由轉(zhuǎn)動的萬向節(jié)球(9)，所述的支撐桿(6)與萬向節(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)有限制萬向節(jié)球轉(zhuǎn)動的鎖緊機構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(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)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的調(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)有步進電機(ll)，所述的支撐桿(6)為 步進電機的輸出軸，步進電機(11)的底部與調(diào)節(jié)裝置固定連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(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)對稱設(shè)置在超聲波換能器探頭(1)的左右兩側(cè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3或7所述的調(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 處于同一個平面上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種調(diào)整超聲波換能器探頭發(fā)射面與反射板平行的方法及裝置，是在探頭一側(cè)安裝有兩個激光發(fā)射器，在反射板上對應(yīng)安裝有激光接收點傳感器，在實際應(yīng)用過程中，當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，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)出的激光細束重新對準反射板中的激光接收點傳感器，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，省時省力，準確性高的優(yōu)點，降低指導(dǎo)教師的實驗準備工作強度和學生的實驗難度，提高實驗效率與效果。
文檔編號G09B23/14GK101783089SQ20091015568
公開日2010年7月21日 申請日期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 申請人:浙江機電職業(yè)技術(shù)學院