专利名称：用于调整超声波换能器探头发射面与反射板平行的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及超声波换能器扩散角测量装置，特别是涉及一种在测量扩展角前，调 节超声波换能器发射探头发射面与超声波回波反射板平面严格平行的装置。
背景技术：
专利号为“CN200720108554.9”的实用新型专利公开了“一种超声波换能器声束扩
散角的测量装置”，它运用了几何声学原理，采用测量可旋转信号反射板的超声波回波信号 的方法间接测量超声波换能器发射声束声场扩散角，本装置简单实用、可操作性强，装卸方 便，价格低廉，替代了昂贵的进口设备，广泛应用于超声波学科教学演示、超声波技术应用、 超声波换能器研究与生产等领域。在超声波换能器扩散角实际测量过程中，须首先保证超声波换能器探头发射面与 超声波回波反射板严格平行，这样才能进一步开展下一步的扩展角测量步骤。作为教学实 验及教学演示装置，又希望在调整超声波换能器探头发射面与反射板平行度时方法直观、 准确、省时。但现有的作法通常是移动、转动反射板，通过人眼来进行校准平行，费时费力而 且不够可靠准确，提高了指导教师的实验准备工作强度和学生的实验难度，降低了实验效 率和效果。
发明内容为了解决上述技术问题，本发明提供了一种简单实用，调整超声波换能器发射面 与超声波回波反射板平行度省时省力，可靠准确的装置。本发明的技术方案是这样实现的一种用于调整超声波换能器探头发射面与反射板平行的装置，包括超声波换能器 探头，在所述探头的一侧设有反射板，探头的超声波发射面正对反射板的中心，所述反射板 的底部中心连接支撑杆，反射板绕支撑杆的中心轴旋转，还包括两个所发射的激光束均与 超声波换能器探头发射面垂直的激光发射器，在反射板上对应设有接收激光发射器所发射 激光束的激光接收点传感器，所述的支撑杆底部连接使支撑杆向任意方向倾斜的调节装 置。作为优选，所述的调节装置包括一底座，在底座上设有一上端开口的球形槽，在球 形槽内设有自由转动的万向节球，所述的支撑杆与万向节球露出于球形槽外的外表面固定 连接，该调节装置上还设有限制万向节球转动的锁紧机构。激光发射器输出两路平行可见 激光，用肉眼观察与测量激光接收点传感器输出信号相结合的方法，仔细调整转动反射板， 直至激光光束对准激光接收点传感器，这时激光接收点传感器输出接收信号，这时超声波 换能器探头发射面与反射板平行调整完成。作为优选，所述的锁紧机构为在底座上设有连通底座外部与球形槽的螺纹孔，在 螺纹孔内穿设有螺钉。当调整好超声波换能器探头发射面与反射板平行时，可向里拧紧螺 钉，螺钉的另一端抵住万向节球，使其不会发生转动。[0009]作为优选，在反射板与调节装置之间还设有步进电机，所述的支撑杆为步进电机 的输出轴，步进电机的底部与调节装置固定连接。步进电机的作用是在调整好超声波换能 器探头发射面与反射板平行后，用以测量声束扩散角之用，其可以精确控制支撑杆的旋转 角度，使得实验准确率大大提高。为了美观并且利于测量平行，作为优选，所述的激光发射器对称设置在超声波换 能器探头的左右两侧。为了使调整平行度时更加精确，作为优选，所述的激光发射器的激光发射器与超 声波换能器探头的超声波发射面处于同一个平面上。本发明有益效果在于本发明在制作超声波换能器声束扩散角测量装置中，首先 在调试过程中保证当超声波换能器探头发射面与超声波反射板初始平行时，激光发射器发 出的两条激光细束正好分别对准反射板中的两只激光接收点传感器。这样，在实际应用过 程中，当超声波换能器探头发射面与超声波反射板平行度发生偏离时，反复调节反射板的 上下、左右位置，直至超声波换能器探头发射面发出的激光细束重新对准反射板中的激光 接收点传感器，即可确定超声波换能器探头发射面与反射板平行。本装置具有调整方便，省时省力，准确性高的优点；同时，使指导教师和学生在准 备及实施超声波应用实验时对超声波换能器平面与超声波信号反射板平行度整定操作实 现“即看即用、即学即会”，达到操作简明、实用可靠的目的，降低指导教师的实验准备工作 强度和学生的实验难度，提高实验效率与效果。
图1为本发明装置的结构示意图；图2为调节装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的具体实施方式
如下实施例如图1所示，本发明的用于调整超声波换能器探头发射面与反射板平行的装置， 包括超声波换能器探头1，所述的超声波探头1固定在一支承板5上，超声波探头1的超 声波发射面与支承板5的外表面处于同一个平面上，超声波探头发射面是指发射超声波的 面，在所述探头1的一侧设有反射板2，反射板2材质可采用普通钢材或铝材等金属材料， 为了使测量更加准确，超声波换能器2正对反射板2的中心，所述反射板2的底部中心开有 轴孔，在轴孔内插接支撑杆6，反射板2绕支撑杆6的中心轴YY'旋转，在支承板5上安装 有两个所发射的激光束均与超声波换能器探头发射面垂直的激光发射器3，所述的激光发 射器3连接激光驱动电源(图中未显示)，所述的激光发射器3正对反射板2设置，所述的 激光发射器3对称设置在超声波换能器探头1的左右两侧，所述的激光发射器3的激光发 射面与超声波换能器探头1的超声波发射面处于同一个平面上，在反射板2上对应设有接 收激光发射器3所发射激光束的激光接收点传感器4，所述的支撑杆6底部连接使支撑杆6 向任意方向倾斜的调节装置。如图2所示，所述的调节装置包括一底座7，在底座7上设有一上端开口的球形槽8，在球形槽8内设有自由转动的万向节球9，在反射板2与调节装置之间还设有步进电机 11，所述的支撑杆6为步进电机11的输出轴，支撑杆6与反射板2底部中心的轴孔紧配连 接，步进电机11的底部与万向节球9露出于球形槽外的外表面固定连接；该调节装置上还 设有限制万向节球9转动的锁紧机构，所述的锁紧机构为在底座7上设有连通底座外部与 球形槽8的螺纹孔，在螺纹孔内穿设有螺钉10，当调整好反射板2的位置后，拧紧螺钉10， 使螺钉10的另一端抵住万向节球9，将其固定。在实际应用过程中，本发明的校准方法如下，打开激光驱动电源，使激光发射器输 出两路平行可见激光，松开反射板下面的调节装置的锁定机构，即松开螺钉，用肉眼观察与 测量激光接收点传感器输出信号相结合的方法，仔细调整活动反射板上下、左右等各方向 的旋转角度，直至激光光束对准激光接收点传感器，此时，激光接收点传感器发出相应光、 电信号，表明超声波换能器探头发射面与反射板平行，然后拧紧螺钉，平行度调整过程结 束ο虽然在调整当超声波换能器探头发射面与反射板初始平行时，所采用的用示波器 来观察超声波回波返回时间来确定探头发射面与反射板平行也是一种方法，但是其调整极 为复杂繁琐，且难度较大，所以只适用于初始平行的调整；在实际应用过程中，再采用上述 初始平行调整的方法未免不够简便，时间上也不允许，所以是不适用的。本发明在初始平行 调整后，在实际应用过程中，采用肉眼观察与测量激光接收点传感器输出信号相结合的方 法，仔细调整转动反射板来确定超声波换能器探头发射面与反射板平行。这种方法较为简 便，省时省力，且准确度也很高。
权利要求一种用于调整超声波换能器探头发射面与反射板平行的装置，包括超声波换能器探头(1)，在所述探头(1)的一侧设有反射板(2)，探头(1)的超声波发射面正对反射板(2)的中心，所述反射板(2)的底部中心连接支撑杆，反射板(2)绕支撑杆(6)的中心轴旋转，其特征是还包括两个所发射的激光束均与超声波换能器探头发射面垂直的激光发射器(3)，在反射板(2)上对应设有接收激光发射器所发射激光束的激光接收点传感器(4)，所述的支撑杆(6)底部连接使支撑杆向任意方向倾斜的调节装置。
2.根据权利要求1所述的用于调整超声波换能器探头发射面与反射板平行的装置，其 特征在于所述的调节装置包括一底座(7)，在底座(7)上设有一上端开口的球形槽(8)，在 球形槽⑶内设有自由转动的万向节球(9)，所述的支撑杆(6)与万向节球(9)露出于球形 槽外的外表面固定连接，该调节装置上还设有限制万向节球转动的锁紧机构。
3.根据权利要求2所述的用于调整超声波换能器探头发射面与反射板平行的装置，其 特征在于所述的锁紧机构为在底座上设有连通底座外部与球形槽的螺纹孔，在螺纹孔内 穿设有螺钉(10)。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于调整超声波换能器探头发射面与反射板平行的 装置，其特征在于在反射板(2)与调节装置之间还设有步进电机(11)，所述的支撑杆(6) 为步进电机的输出轴，步进电机(11)的底部与调节装置固定连接。
5.根据权利要求1所述的用于调整超声波换能器探头发射面与反射板平行的装置，其 特征在于所述的激光发射器(3)对称设置在超声波换能器探头(1)的左右两侧。
6.根据权利要求1或5所述的用于调整超声波换能器探头发射面与反射板平行的装 置，其特征在于所述的激光发射器(3)的激光发射面与超声波换能器探头(1)的超声波发 射面处于同一个平面上。
专利摘要本实用新型公开了一种用于调整超声波换能器探头发射面与反射板平行的装置，是在探头一侧安装有两个激光发射器，在反射板上对应安装有激光接收点传感器，在实际应用过程中，当超声波换能器探头发射面与超声波反射板平行度发生偏离时，反复调节反射板的上下、左右位置，直至超声波换能器探头发射面发出的激光细束重新对准反射板中的激光接收点传感器，即可确定超声波换能器探头发射面与反射板平行；具有调整方便，省时省力，准确性高的优点，降低指导教师的实验准备工作强度和学生的实验难度，提高实验效率与效果。
文档编号G09B23/14GK201637482SQ20092029567
公开日2010年11月17日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者鲍小南 申请人:浙江机电职业技术学院