、f2分别为第一光学凸透镜W及第二光学凸透镜的焦距。实际 应用中，在满足工艺生产的条件下，可根据第一光学凸透镜，第二光学凸透镜的焦距比值来 获得想要的细光束。
[0058] 如图4所示，所述偏转角放大装置12放置于图像采集装置9之前，用于将穿过焦点5 出射的激光束2的偏转角度放大，使图像采集装置9接收到的激光束2的偏转距离尽量大，W 使得图像采集装置9在离焦点5较近时，光线偏转距离能够分辨并准确测得。作为示例，所述 偏转角放大装置12包括一个或两个W上的发散透镜，用于对激光束2进行发散，使激光束2 的偏转角度增大。在本实施例中，所述偏转角放大装置12包括一个发散透镜，当然，可W依 据需求选择不同的发散透镜组合，并不限于此处所列举的示例。
[0059] 本实施例还提供一种聚焦超声焦点声压测量仪器的测量方法，包括步骤：
[0060] 步骤1 )，将待测换能器4安装到位移调节装置上，水槽6内注入适量脱气水8，淹没 待测换能器4。
[0061] 步骤2)，打开电源，使激光器1、换能器、CCD相机、计算机能正常工作。
[0062] 步骤3)，操作计算机控制调节换能器的位置，使激光束2恰好穿过焦点5,形成对称 的楠圆形光斑且尺寸为最大时固定待测换能器4的位置。
[0063] 步骤4)，由CCD相机采集光斑图像并上传到计算机。
[0064] 步骤5)，对光斑图像进行处理，根据焦点声压与偏转距离的关系得到声压值。
[00化]实施例2
[0066] 如图5所示，本实施例提供一种聚焦超声焦点声压测量仪器，包括:激光器1、换能 器位移调节装置3、水槽6、待测换能器4、图像采集装置9、控制处理装置10W及激光束细化 装置11。
[0067] 所述激光器1用于发射激光束2,所述激光束2的初始直径为D1。
[0068] 所述换能器位移调节装置3,用于固定和调节所述待测换能器4的位置，W调整所 述待测换能器4的焦点5。具体地，所述换能器位移调节装置3可W调整所述待测换能器4的 上下位置W及左右位置。
[0069] 所述水槽6用于盛放脱气水8,其底部设置有声吸收材料7,所述待测换能器4置于 脱气水8中。所述水槽6的框架选用为激光透射率较高的材料，如玻璃、透明聚合物等，但并 不限于此处所列举的示例。
[0070] 所述图像采集装置9用于接收穿过焦点5后的光束，采集偏转光束图像。在本实施 例中，所述图像采集装置9选用为CCD相机，当然，可W依据需求选用其它种类的图像采集设 备，并不限于此处所列举的示例。
[0071] 所述控制处理装置10连接于所述换能器位移调节装置3 W及图像采集装置9,用于 调节控制待测换能器4的移动，并用于光束图像处理W及声压计算。在本实施例中，所述控 制处理装置10可W选用为计算机或者移动智能设备，如手机、平板电脑等。
[0072] 如图3所示，所述激光束细化装置11放置于激光器1后，用于将激光器1发射出的激 光束2变细，使通过焦点5的激光束2直径小于声波长。在本实施例中，所述激光束细化装置 11包括沿光路顺次排列的第一光学凸透镜W及第二光学凸透镜，所述第一光学凸透镜的焦 点与所述第二光学凸透镜的焦点重合，并且，所述第一光学凸透镜的焦距大于所述第二光 学凸透镜的焦距。所述激光束2细化前后的直径满足公式Dl/D2 = n^2,其中，D1、D2分别为 细化前后的激光束2直径，fl、f2分别为第一光学凸透镜W及第二光学凸透镜的焦距。实际 应用中，在满足工艺生产的条件下，可根据第一光学凸透镜，第二光学凸透镜的焦距比值来 获得想要的细光束。
[0073] 实施例3
[0074] 如图6所示，本实施例提供一种聚焦超声焦点声压测量仪器，包括:激光器1、换能 器位移调节装置3、水槽6、待测换能器4、图像采集装置9、控制处理装置10及偏转角放大装 置12。
[0075] 所述激光器1用于发射激光束2,所述激光束2的初始直径为Dl。
[0076] 所述换能器位移调节装置3,用于固定和调节所述待测换能器4的位置，W调整所 述待测换能器4的焦点5。具体地，所述换能器位移调节装置3可W调整所述待测换能器4的 上下位置W及左右位置。
[0077] 所述水槽6用于盛放脱气水8,其底部设置有声吸收材料7,所述待测换能器4置于 脱气水8中。所述水槽6的框架选用为激光透射率较高的材料，如玻璃、透明聚合物等，但并 不限于此处所列举的示例。
[0078] 所述图像采集装置9用于接收穿过焦点5后的光束，采集偏转光束图像。在本实施 例中，所述图像采集装置9选用为CCD相机，当然，可W依据需求选用其它种类的图像采集设 备，并不限于此处所列举的示例。
[0079] 所述控制处理装置10连接于所述换能器位移调节装置3 W及图像采集装置9,用于 调节控制待测换能器4的移动，并用于光束图像处理W及声压计算。在本实施例中，所述控 制处理装置10可W选用为计算机或者移动智能设备，如手机、平板电脑等。
[0080] 如图4所示，所述偏转角放大装置12放置于图像采集装置9之前，用于将穿过焦点5 出射的激光束2的偏转角度放大，使图像采集装置9接收到的激光束2的偏转距离尽量大，W 使得图像采集装置9在离焦点5较近时，光线偏转距离能够分辨并准确测得。作为示例，所述 偏转角放大装置12包括一个或两个W上的发散透镜，用于对激光束2进行发散，使激光束2 的偏转角度增大。在本实施例中，所述偏转角放大装置12包括一个发散透镜，当然，可W依 据需求选择不同的发散透镜组合，并不限于此处所列举的示例。
[0081] 如上所述，本实用新型的聚焦超声焦点声压测量仪器，具有W下有益效果:本实用 新型能方便准确的测量不同换能器产生的聚焦超声焦点声压，且测量过程不会对声场造成 干扰。激光束细化装置11能使穿过焦点区域的光束变窄，有利于焦点声压的精确测量。偏转 角放大装置12能将偏转角度放大，在CCD相机离焦点较近时，也能使偏转距离最大，运有利 于缩短测量系统的总长，节省空间。本实用新型结构简单，效果显著，在聚焦超声焦点声压 测量领域具有广泛的应用前景。所W，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具 高度产业利用价值。
[0082] 上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新 型。任何熟悉此技术的人±皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行 修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所掲示的精 神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【主权项】
1. 一种聚焦超声焦点声压测量仪器，其特征在于，包括:激光器、换能器位移调节装置、 水槽、待测换能器、图像采集装置、控制处理装置，以及包括激光束细化装置及偏转角放大 装置中的至少一个;所述激光器用于发射激光束;所述换能器位移调节装置用于固定和调 节所述待测换能器的位置;所述水槽用于盛放脱气水，所述待测换能器置于脱气水中；所述 图像采集装置用于接收穿过焦点后的光束，采集偏转光束图像;所述控制处理装置连接于 所述换能器位移调节装置以及图像采集装置，用于调节控制待测换能器的移动，并用于光 束图像处理以及声压计算;所述激光束细化装置放置于激光器后，用于将激光器发射出的 激光束变细，使通过焦点的激光束直径小于声波长;所述偏转角放大装置放置于图像采集 装置之前，用于将穿过焦点出射的激光束的偏转角度放大，使图像采集装置接收到的激光 束的偏转距离尽量大，以使得图像采集装置在离焦点较近时，光线偏转距离能够分辨并准 确测得。2. 根据权利要求1所述的聚焦超声焦点声压测量仪器，其特征在于:所述聚焦超声焦点 声压测量仪器设置有激光束细化装置，放置于激光器后，用于将激光器发射出的激光束变 细，使通过焦点的激光束直径小于声波长。3. 根据权利要求1所述的聚焦超声焦点声压测量仪器，其特征在于:所述聚焦超声焦点 声压测量仪器设置有偏转角放大装置，放置于图像采集装置之前，用于将穿过焦点出射的 激光束的偏转角度放大，使图像采集装置接收到的激光束的偏转距离尽量大，使得图像采 集装置在离焦点较近时，光线偏转距离能够分辨并准确测得。4. 根据权利要求1所述的聚焦超声焦点声压测量仪器，其特征在于:所述聚焦超声焦点 声压测量仪器同时设置有激光束细化装置及偏转角放大装置，所述激光束细化装置放置于 激光器后，用于将激光器发射出的激光束变细，使通过焦点的激光束直径小于声波长;所述 偏转角放大装置放置于图像采集装置之前，用于将穿过焦点出射的激光束的偏转角度放 大，使图像采集装置接收到的激光束的偏转距离尽量大，使得图像采集装置在离焦点较近 时，光线偏转距离能够分辨并准确测得。5. 根据权利要求1所述的聚焦超声焦点声压测量仪器，其特征在于:所述激光束细化装 置包括沿光路顺次排列的第一光学凸透镜以及第二光学凸透镜，所述第一光学凸透镜的焦 点与所述第二光学凸透镜的焦点重合，并且，所述第一光学凸透镜的焦距大于所述第二光 学凸透镜的焦距。6. 根据权利要求5所述的聚焦超声焦点声压测量仪器，其特征在于:所述激光束细化前 后的直径满足公式Dl/D2 = fl/f2,其中，D1、D2分别为细化前后的激光束直径，fl、f2分别为 第一光学凸透镜以及第二光学凸透镜的焦距。7. 根据权利要求1所述的聚焦超声焦点声压测量仪器，其特征在于:所述偏转角放大装 置包括一个或两个以上的发散透镜，用于对激光束进行发散，使激光束的偏转角度增大。8. 根据权利要求1所述的聚焦超声焦点声压测量仪器，其特征在于:所述控制处理装置 包括计算机及移动智能设备中的一种。9. 根据权利要求1所述的聚焦超声焦点声压测量仪器，其特征在于:所述图像采集装置 包括(XD相机。10. 根据权利要求1所述的聚焦超声焦点声压测量仪器，其特征在于:所述水槽底部设 置有声吸收材料。
【专利摘要】本实用新型提供一种聚焦超声焦点声压测量仪器，包括：激光器、换能器位移调节装置、水槽、待测换能器、图像采集装置、控制处理装置、激光束细化装置及偏转角放大装置。本实用新型能方便准确的测量不同换能器产生的聚焦超声焦点声压，且测量过程不会对声场造成干扰。激光束细化装置能使穿过焦点区域的光束变窄，有利于焦点声压的精确测量。偏转角放大装置能将偏转角度放大，在CCD相机离焦点较近时，也能使偏转距离最大，这有利于缩短测量系统的总长，节省空间。本实用新型结构简单，效果显著，在聚焦超声焦点声压测量领域具有广泛的应用前景。
【IPC分类】G01H9/00
【公开号】CN205157037
【申请号】CN201520923702
【发明人】王 华, 黎付, 杨增涛
【申请人】重庆医科大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月19日