專(zhuān)利名稱(chēng)：一種吸收靶及其應(yīng)用方法和輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲功率測(cè)量技術(shù)，尤其涉及一種吸收靶及其應(yīng)用方法和 輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常通過(guò)對(duì)聲場(chǎng)的測(cè)量來(lái)評(píng)價(jià)聲學(xué)換能器的性能。在國(guó)標(biāo)GB/T 198卯-2005中對(duì)用于聲場(chǎng)測(cè)量的系統(tǒng)進(jìn)行了規(guī)范。
現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)聲場(chǎng)的測(cè)量主要有兩種方式。 一種方式是用水聽(tīng)器 法，其測(cè)量聲場(chǎng)中的聲壓波形及其空間分布，從而導(dǎo)出相應(yīng)的聲強(qiáng)和相 關(guān)參數(shù)。由于水聽(tīng)器不能承受高功率，因此只能在小功率條件下進(jìn)行使 用，不能完全反映設(shè)備的實(shí)際工作情況。另外一種方式是采用輻射壓力 法測(cè)量聲功率。輻射壓力測(cè)量現(xiàn)在多采用吸聲橡膠制成的吸收靶，在測(cè) 量過(guò)程中，它的安裝與位置有關(guān)系，在焦平面時(shí)通常會(huì)有一個(gè)很強(qiáng)的測(cè) 量值，這與理論是不相符的，而到目前為止尚未有對(duì)于其形成原因的令 人滿(mǎn)意的解釋。此外，由于吸聲橡膠的聲衰減作用會(huì)產(chǎn)生熱量，損壞吸 收耙，也會(huì)造成測(cè)量的不穩(wěn)定、不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的 一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種測(cè)量穩(wěn)定、性能好的吸收靶。
本發(fā)明提供的吸收靶，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(gòu)成。該金屬 可以是鋁和不銹鋼。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在底板上:打有沉孔，通過(guò)沉孔將刷毛束 固定于底板上。進(jìn)一步，在刷毛與底板的連接處灌有硅膠層。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，刷毛在底板上均勻緊密排列。
本發(fā)明還提供了將上述的吸收靶用作輻射壓力測(cè)量中的吸收靶的應(yīng)用。
本發(fā)明還提供了將上述的吸收靶用作聲音屏蔽系統(tǒng)中的吸聲裝置的 應(yīng)用。
本發(fā)明還提供了一種輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)，包括上述的吸收靶；懸吊 系統(tǒng)，用于固定吸收靶；和測(cè)力系統(tǒng)，用于測(cè)量吸收靶受到的輻射壓 力。
根據(jù)本發(fā)明的輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)的 一個(gè)實(shí)施例，懸吊系統(tǒng)為連桿系 統(tǒng)，測(cè)力系統(tǒng)為推拉力計(jì)。
本發(fā)明提供的吸收靶，采用刷毛作為吸聲材料，反射系數(shù)小、不 會(huì)產(chǎn)生熱量，從而使得測(cè)量穩(wěn)定、測(cè)量性能好。
進(jìn)一步，底板采用塑料、膠木、或金屬等材料、刷毛采用纖維材 料，具有制作方便、材料容易獲得、制作要求容易滿(mǎn)足、不易損壞的優(yōu) 點(diǎn)。
進(jìn)一步，刷毛在底板上均勻緊密排列，刷毛的長(zhǎng)度不同，減小了反 射系數(shù)和透射系數(shù)，從而提高了測(cè)試性能。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的吸收靶的結(jié)構(gòu)示意圖2為根據(jù)本發(fā)明的吸收靶的一個(gè)實(shí)施例的產(chǎn)品圖示；
圖3為根據(jù)本發(fā)明的輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意
圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)的產(chǎn)品圖示。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述，其中說(shuō)明本發(fā)明的示例 性實(shí)施例。
輻射壓力測(cè)量的原理是用吸收靶將聲能量吸收，轉(zhuǎn)化為壓力，通過(guò)測(cè)量壓力值，從而換算出聲功率，進(jìn)而可以計(jì)算出換能器的聲轉(zhuǎn)化效 率。本發(fā)明的毛刷靶(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(zhǔn)確地反映聲功率的大小。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的吸收靶的結(jié)構(gòu)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(yīng)該具有一定的厚度和硬度。本發(fā)明的 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、不銹鋼等抗銹蝕的材料，能夠適應(yīng)吸收靶主要在水中使用的特 點(diǎn)。鋁的密度小，可以使靶的自重更輕，適合于精度更高的測(cè)量元件， 且加工也較容易。刷毛的材料可以尼龍纖維，由于它有一定的硬度，更
適合力的吸收和傳遞。
一種將纖維和底板的結(jié)合方法是在底板上打沉孔，將各束纖維對(duì)
折植入沉孔中，然后用結(jié)實(shí)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硅膠。也可以直接用硅膠將刷毛固定在 底板上。
刷毛在底板上的排列應(yīng)當(dāng)均勻，平衡性好，保證測(cè)量平面的穩(wěn)定 性。此外，刷毛應(yīng)該盡量緊密排列，以減小超聲波的反射。可以將底板 上的纖維緊密排列到?jīng)]有明顯的間隙。
根據(jù)本發(fā)明的吸收靶的一個(gè)實(shí)施例，刷毛(例如纖維)的長(zhǎng)度不 同。刷毛的長(zhǎng)短不均對(duì)測(cè)量的結(jié)果沒(méi)有大的影響，但可以使吸收靶反射 系數(shù)更小。
吸收靼常用于HIFU (高強(qiáng)度聚焦超聲)換能器的測(cè)量。對(duì)于 HIFU換能器的測(cè)量，吸收靶應(yīng)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(mǎn)足的位置關(guān)系
■9d = arctan(上)》45 ( 1 )
其中，b為圓形吸收靶的半徑，Zd為靼的中心和換能器焦點(diǎn)之間的 距離。測(cè)出的輻射力和聲功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系為
P (瓦)=17.25F (克)(2 ) 圖2為根據(jù)本發(fā)明的吸收耙的一個(gè)實(shí)施例的產(chǎn)品圖示。本發(fā)明的吸收靶，測(cè)量性能好、測(cè)量穩(wěn)定，重復(fù)性好；使用不受位 置限制，操作簡(jiǎn)便；并且具有制作方便、材料容易獲得、制作要求容易 滿(mǎn)足、不易損壞的優(yōu)點(diǎn)。此外，還具有反射系數(shù)小、透射系數(shù)小的優(yōu) 點(diǎn)，在對(duì)本發(fā)明的吸收靶的測(cè)試中，反射系數(shù)僅3.3%左右，小于國(guó)標(biāo) 要求的5%，而吸聲橡膠靶的反射系數(shù)一般在7.1%~10%之間；在測(cè)試 中幾乎測(cè)量不到透射系數(shù)。
需要指出的是，本發(fā)明的吸收靶并不限于圓形，而是可以根據(jù)需要 設(shè)計(jì)其形狀，如長(zhǎng)方形等。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖。如圖3所示，該輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)包括測(cè)力系統(tǒng)31、懸吊系統(tǒng)32 和吸收耙33。其中，吸收靶33采用本發(fā)明的吸收靶。懸吊系統(tǒng)32用于 固定吸收靶31;測(cè)力系統(tǒng)31用于測(cè)量吸收靶33受到的輻射壓力。該測(cè) 試系統(tǒng)可以用于聲束向下的測(cè)試中。圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)輻射壓力 測(cè)量系統(tǒng)的產(chǎn)品圖示，其中，懸吊系統(tǒng)是連桿系統(tǒng)，測(cè)力系統(tǒng)是推拉力 計(jì)，通過(guò)連桿系統(tǒng)硬連接吸收靶和推拉力計(jì)，其中推拉力計(jì)的測(cè)量精度 為0.001N。
根據(jù)本發(fā)明的輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例，其中吸收靶、懸 吊系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的上下位置關(guān)系與圖3所示的相反，吸收靶位于最上 方，而測(cè)力系統(tǒng)位于最下方。測(cè)力系統(tǒng)可以是電子天平或者測(cè)力傳感 器。
本發(fā)明提供的吸收靶，也可以用作各種聲音或噪音屏蔽系統(tǒng)中的吸 聲裝置。
本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見(jiàn)而給出的，而并不是無(wú)遺漏的 或者將本發(fā)明限于所公開(kāi)的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說(shuō)明本發(fā)明的原理 和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適 于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種吸收靶，其特征在于，包括底板和刷毛，所述刷毛固定在所述底板上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收靶，其特征在于，所述刷毛為尼龍 纖維，所述底板由塑料、膠木、或金屬構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收靶，其特征在于，所述底板上打有 沉孔，通過(guò)所述沉孔將所述刷毛束固定于所述底板上，在所述刷毛與所 述底板的連接處灌有硅膠層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收靼，其特征在于，所述刷毛在所述 底板上均勻緊密排列。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收靶，其特征在于，所述吸收靶的底 板為圓形，所述吸收靶的半徑b滿(mǎn)足arctan(上)2 45其中，Zd為吸收靶的中心到待測(cè)聲學(xué)換能器的焦點(diǎn)的距離。
6. 一種根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的吸收靶的應(yīng)用方 法，用作聲音屏蔽系統(tǒng)中的吸聲裝置。
7. —種根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的吸收靶的應(yīng)用方 法，用作輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)中的吸收靶。
8. —種輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至5 中任意一項(xiàng)所述的吸收靶；懸吊系統(tǒng)，用于固定所述吸收靶；和測(cè)力系 統(tǒng)，用于測(cè)量所述吸收靶受到的輻射壓力。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述 懸吊系統(tǒng)為連桿系統(tǒng)，所述測(cè)力系統(tǒng)為推拉力計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種吸收靶及其應(yīng)用方法和輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)。該吸收靶包括底板和刷毛，其中刷毛固定在底板上。本發(fā)明提供的吸收靶和輻射壓力測(cè)量系統(tǒng)，采用刷毛作為吸聲材料，反射系數(shù)小、不會(huì)產(chǎn)生熱量，從而具有測(cè)量穩(wěn)定、測(cè)量性能好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01H3/00GK101639378SQ20081011733
公開(kāi)日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者吳曉東, 姜克明, 李春生, 珺 楊 申請(qǐng)人:海扶寧高強(qiáng)超聲技術(shù)(北京)有限公司