专利名称：一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，属于电磁超声换能器的实验装置领域。
背景技术：
电磁超声技术具有无需表面预处理、无需耦合剂、检测速度快和检测高温物体等优点，在无损检测和无损评估领域得到了广泛应用。目前国内外学者通过理论建模计算电磁超声换能器声场分布，研究电磁超声换能器工作机理和提高电磁超声换能器换能效率。为验证所建模型的正确性，需要设计合适的实验对仿真结果进行验证，一般采用传感器测量试件表面声场分布。目前对电磁超声换能器在试件表面声场分布的测量倾向于点测量和线测量，不能将电磁超声换能器在整个试件表面的超声声场分布描述出来。目前国内外没有能够有效测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验设备。
发明内容
本发明为解决现有实验设备不能有效测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的问题。为解决上述技术问题提供一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，所述装置包括上固定板、下固定板、底架、两个侧面固定板、支撑杆、丝杠组和表面声场检测探头，所述底架的上端为水平面，底架的左右两侧分别固定设置有滑轨，两个滑轨相互平行且均为水平直轨，两个侧面固定板分别竖直设置在底架的左右两侧，两个侧面固定板相互平行且二者的内侧面上相同高度处分别设置有两个承载板，两个承载板的一端分别固定连接在两个侧面固定板的内侧，两个承载板的另一端分别搭放在两个滑轨上，所述支撑杆共两个，两个支撑杆的两端分别垂直固定在两个侧面固定板的内侧面上且两个支撑杆设置在底架上方的相同高度处，上固定板搭放在两个支撑杆上，所述丝杠组为多个丝杠相互平行所组成，丝杠组内每个丝杠的上端垂直设置在上固定板上，丝杠组内每个丝杠的下端垂直固定在下固定板的上端面上，表面声场检测探头水平固定在下固定板的上板面上。本发明与现有技术相比具有以下有益效果:本发明使用时将试件水平放置于底架的上端面上，表面声场检测探头可以通过上固定板沿两个支撑杆长度方向的滑动以及两个承载板沿两个滑轨长度方向的滑动来实现对整个试件表面超声声场分布的测量，测量电磁超声换能器在试件表面任意一点激发的表面声场，从而完整地描述电磁超声换能器在试件的表面声场分布情况。
图1为本发明的结构示意图，图2为图1中加入试件和电磁超声换能器后的结构示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一:结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，所述装置包括上固定板1、下固定板3、底架6、两个侧面固定板10、支撑杆13、丝杠组2和表面声场检测探头9，所述底架6的上端为水平面，底架6的左右两侧分别固定设置有滑轨22，两个滑轨22相互平行且均为水平直轨，两个侧面固定板10分别竖直设置在底架6的左右两侧，两个侧面固定板10相互平行且二者的内侧面上相同高度处分别设置有两个承载板15，两个承载板15的一端分别固定连接在两个侧面固定板10的内侧，两个承载板15的另一端分别搭放在两个滑轨22上，所述支撑杆13共两个，两个支撑杆13的两端分别垂直固定在两个侧面固定板10的内侧面上且两个支撑杆13设置在底架6上方的相同高度处，上固定板I搭放在两个支撑杆13上，所述丝杠组2为多个丝杠相互平行所组成，丝杠组2内每个丝杠的上端垂直设置在上固定板I上，丝杠组2内每个丝杠的下端垂直固定在下固定板3的上端面上，表面声场检测探头9水平固定在下固定板3的上板面上。丝杠的位移精度计算公式为
权利要求
1.一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，其特征在于:所述装置包括上固定板(I)、下固定板(3)、底架(6)、两个侧面固定板(10)、支撑杆(13)、丝杠组(2)和表面声场检测探头(9)，所述底架(6)的上端为水平面，底架(6)的左右两侧分别固定设置有滑轨(22)，两个滑轨(22)相互平行且均为水平直轨，两个侧面固定板(10)分别竖直设置在底架(6)的左右两侧，两个侧面固定板(10)相互平行且二者的内侧面上相同高度处分别设置有两个承载板(15)，两个承载板(15)的一端分别固定连接在两个侧面固定板(10)的内侧，两个承载板(15)的另一端分别搭放在两个滑轨(22)上，所述支撑杆(13)共两个，两个支撑杆(13)的两端分别垂直固定在两个侧面固定板(10)的内侧面上且两个支撑杆(13 )设置在底架(6 )上方的相同高度处，上固定板(I)搭放在两个支撑杆(13 )上，所述丝杠组(2)为多个丝杠相互平行所组成，丝杠组(2)内每个丝杠的上端垂直设置在上固定板(I)上，丝杠组(2)内每个丝杠的下端垂直固定在下固定板(3)的上端面上，表面声场检测探头(9)水平固定在下固定板(3)的上板面上。
2.根据权利要求1所述一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，其特征在于:所述丝杠组(2)共包含四条丝杠，上固定板(I)和下固定板(3)为形状相同的矩形板且上固定板(I)的板面面积大于下固定板(3)的板面面积，四条丝杠的下端分别固定在下固定板(3)的四个顶角处。
3.根据权利要求1所述一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，其特征在于:所述两个侧面固定板(10)其中的一个板上固定设置有第一步进电机(12)，第一步进电机(12)转轴的一端与第一丝杠(11)的一端转动连接，上固定板(I)的下板面上固定设置有螺母，螺母的螺纹孔贯通方向平行于支撑杆(13)，第一丝杠(11)穿在螺母上且与螺母螺纹连接，两个侧面固定板(10)其中的另一个板上设置有一个通孔，第一丝杠(11)的另一端穿在通孔上，所述第一丝杠(11)和第一步进电机(12)的转轴均与支撑杆(13)相平行。
4.根据权利要求3所述一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，其特征在于:第一步进电机(12)带动上固定板(I)沿第一丝杠(11)的轴线方向的位移精度^ 0.1mnin
5.根据权利要求1所述一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，其特征在于:所述底架(6)左右两侧的两个滑轨(22)的下方分别设置有滑轨架(23)，滑轨架(23)的一侧固定在底架(6)的侧面上，滑轨架(23)的上侧分别与两个滑轨(22)固定连接。
6.根据权利要求1所述一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，其特征在于:所述两个侧面固定板(10)其中的一个板上还固定设置有第二步进电机(5)，第二步进电机(5)的转轴上固定套接有第一外齿齿轮，第一外齿齿轮与第二步进电机(5)的转轴共中心轴线，与第二步进电机(5)相邻的滑轨架(23)的下侧固定设置有第一齿条(18)，第一齿条(18)的长度方向与底架(6)的上板面及两侧面固定板(10)分别平行，第一外齿齿轮与第一齿条(18)传动链接。
7.根据权利要求5所述一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，其特征在于:两个侧面固定板(10)中与设置有第二步进电机(5)的板相对的另一个板上固定设置有第三步进电 机(8)，第三步进电机(8)的转轴上固定套接有第二外齿齿轮，第二外齿齿轮与第三步进电机(8)的转轴共中心轴线，与第三步进电机(8)相邻的滑轨架(23)的下侧固定设置有第二齿条(20)，第二齿条(20)的第一齿条(18)相平行，第二齿条(20)与第二外齿齿轮传动链接。
8.根据权利要求7所述一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，其特征在于:所述第二步进电机(5)和第三步进电机(8)带动两个侧面固定板(10)沿齿条长度方向的位移精度< 0.1mm。
9.根据权利要求2所述一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，其特征在于:所述上固定板(I)上与丝杠组(2)的四个丝杠上端相对应的位置分别开有四个丝杠孔，丝杠组(2)的四个丝杠穿过所对应的丝杠孔，丝杠组(2)的四个丝杠的上端分别旋紧有丝杠螺母(21)。
10.根据权利要求1所述一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，其特征在于:所述两个滑 轨(22)的截面为圆柱形。
全文摘要
一种测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的实验装置，属于电磁超声换能器的实验装置领域。本发明为解决现有实验设备不能有效测量电磁超声换能器在试件表面声场分布的问题。装置包括上固定板、下固定板、底架、两个侧面固定板、支撑杆、丝杠组和表面声场检测探头，两个滑轨相互平行且均为水平直轨，两个侧面固定板分别竖直设置在底架的左右两侧，两个侧面固定板相互平行且二者的内侧面上相同高度处分别设置有两个承载板，两个支撑杆的两端分别垂直固定在两个侧面固定板的内侧面上，上固定板搭放在两个支撑杆上，表面声场检测探头水平固定在下固定板的上板面上。本发明用于测量电磁超声换能器在试件表面的声场分布。
文档编号G01H17/00GK103234625SQ20131009963
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者王淑娟, 李智超, 李鹏展, 苏日亮, 张恒, 宫佳鹏, 王一飞, 康磊, 翟国富 申请人:哈尔滨工业大学