一种超声换能器检测设备的制作方法

1.本发明属于声学测试装置设计领域，具体涉及一种超声换能器检测设备。


背景技术：

2.超声波换能器是一种能够实现电能与声能相互转换的能量转换器件。超声波换能器是利用超声波换能器将电能转换声能，将超声机械能量释放到介质中，在超声场的作用范围内使介质产生空化、化学、机械等效应，从而达到物料处理的目的。目前功率超声已逐步使用到石油化工行业中，在石油化工行业中对功率要求十分高。
3.随着超声处理设备在石油化工行业中越来越广泛的应用，一些高温环境下也经常应用到超声换能器，例如，声波超声换能器是高温石油测井仪器的重要部件，常应用于高温石油的油气勘探中。这就使得常规性能测试下的超声换能器在出厂后无法更好的满足更多环境下的使用，从而无法满足客户的需求。


技术实现要素：

4.为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种超声换能器检测设备，以满足超声换能器更多的性能测试需求。
5.本技术提供了一种超声换能器检测设备，包括：调节装置，其包括固定平台以及相对设置在固定平台上的第一活动部和第二活动部，第一活动部用于安装超声换能器，同时，第一活动部构造成：可相对固定平台旋转，且，可沿固定平台的宽度方向移动；第二活动部用于安装反射板，同时，第二活动部构造成：可至少相对固定平台的长度方向移动；恒温检测腔体，其内用于填充恒温介质，固定平台设置在恒温检测腔体的顶部，并使超声换能器和反射板位于恒温介质内；控制装置，其与调节装置、恒温检测腔体以及超声换能器电连接。
6.在一些实施例中，调节装置还包括形成在固定平台上的第一滑道、第二滑道、第一滑轨以及第二滑轨，第一滑道和第一滑轨二者沿固定平台的宽度方向平行设置，第二滑道和第二滑轨二者沿固定平台的长度方向平行设置，其中，第一活动部沿垂直于固定平台的方向穿过第一滑道设置在第一滑轨上，第二活动部沿垂直于固定平台的方向穿过第二滑道设置在第二滑轨上。
7.在一些实施例中，第一活动部包括第一连接轴和第一连接端部，其中，第一连接轴的一端穿过第一滑道与第一连接端部枢接，第一连接轴的另一端用于固定超声换能器，第一连接端部滑动设置在第一滑轨上；第二活动部包括第二连接轴和第二连接端部，其中，第二连接轴的一端穿过第二滑道与第二连接端部枢接，第二连接轴的另一端用于固定反射板，第二连接端部滑动设置在第二滑轨上。
8.在一些实施例中，调节装置还包括：设置在固定平台上且位于第一滑轨的一侧的第一标尺，和/或，设置在固定平台上沿第一活动部的旋转方向设置有旋转刻度标尺，和/或，设置在固定平台上且位于第二滑轨的一侧的第二标尺。
9.在一些实施例中，恒温检测腔体包括油浴腔、加热部件和温度控制装置，加热部件
设置在油浴腔的内部和/或外部，温度控制装置与加热部件电连接。
10.在一些实施例中，还包括设备壳体，恒温检测腔体设置在设备壳体内，同时，设备壳体的顶部形成有与恒温检测腔体相连通的开口，设备壳体的底部设置有脚轮装置。
11.在一些实施例中，控制装置包括依次电连接的上位机、通信转接板以及采集电路系统，其中，通信转接板与恒温检测腔体电连接，采集电路系统与超声换能器电连接，通信转接板用于与上位机、采集电路系统以及恒温检测腔体进行通讯。
12.在一些实施例中，通信转接板被配置成：可将rs485通信接口转换为usb接口，以用于与上位机通信。
13.在一些实施例中，采集电路系统包括电连接的主控板、功率发射板和三通道电路板，其中，主控板与通信转接板电连接，以用于与上位机进行通信；功率发射板与超声换能器电连接，以用于控制超声换能器发射超声波；三通道电路板用于采集超声换能器的回波数据。
14.在一些实施例中，温度控制装置还包括设置在设备壳体上的数显控制面板。
15.本发明的超声换能器检测设备不仅可以完成超声换能器的高温性能的测试，还能完成声学性能检测、声速测量、偏心对超声检测的影响研究。
附图说明
16.图1为本发明实施例的超声换能器检测设备的结构示意图；
17.图2为本发明实施例的调节装置的结构示意图；
18.图3为本发明实施例的控制装置的系统连接示意图；
19.图4为本发明实施例的采集电路系统的系统连接示意图。
具体实施方式
20.为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种超声换能器检测设备做进一步详细的描述。
21.图1为本发明实施例的超声换能器检测设备100的结构示意图；图2为本发明实施例的调节装置10的结构示意图。结合图1和图2所示，本技术的超声换能器检测设备100包括：调节装置10，其包括固定平台1以及相对设置在固定平台1上的第一活动部2和第二活动部3，第一活动部2用于安装超声换能器20，同时，第一活动部2构造成：可相对固定平台1旋转，且，可沿固定平台1的宽度方向w移动；第二活动部3用于安装反射板30，同时，第二活动部3构造成：可至少相对固定平台1的长度方向l移动；恒温检测腔体40，其内用于填充恒温介质，固定平台1设置在恒温检测腔体40的顶部，并使超声换能器20和反射板30位于恒温介质内；控制装置50，其与调节装置10、恒温检测腔体40以及超声换能器20电连接。
22.本发明实施例的超声换能器检测设备100在使用时，将试验用的超声换能器20和反射板30分别安装到第一活动部2和第二活动部3上，并通过对第一活动部2和第二活动部3的调整，使得超声换能器20和反射板30位于试验位置。调整可包括超声换能器20和反射板30之间的距离，超声换能器20的旋转角度等。设置完成后，将调节装置10整体安装在恒温检测腔体40上，并使超声换能器20和反射板30位于恒温介质内。其中，恒温介质可以是油。调节恒温介质的温度，使得超声换能器20和反射板30位于符合试验要求的温度内。
23.本发明实施例的超声换能器检测设备100可具体包括以下超声换能器20的性能测试：
24.1)高温性能测试。具体的，可通过对恒温检测腔体40内的恒温介质进行不同设定温度的加热，以完成不同温度要求的超声换能器20的温度试验；
25.2)声学性能测试。具体的，通过控制装置50控制超声换能器20的激发和回波数据的采集上传，并对超声换能器20的回波特性分析，具体可包括回波到时、最大幅度、傅里叶频谱分析以及带宽分析等，以完成超声换能器20声学性能测试；
26.3)声速测量。具体的，可将超声换能器20放在恒温检测腔体40内，通过更换不同的恒温介质，以进行不同恒温介质的声速测试，并根据声速计算公式：v＝d/t获得声速。其中，d可以为超声换能器20的探头到反射板30的反射面之间的距离，t为回波到时值。测试时，沿固定平台1的长度方向l移动反射板30，以设置不同的反射间距。例如，可将超声换能器20与反射板30之间的初始间距设置为30mm，测试距离从30mm步进到70mm，在距离移动范围内设置50个距离测试点，每点测量一次，测试超声换能器20的到时值，将结果绘制成曲线，可以求得不同介质下的声速值；
27.4)偏心指向性测试。具体的，测试时，可更换不同频率的超声换能器20，并将发射脉冲分别设定为测试的超声换能器20的主频，旋转超声换能器20的角度，例如，可将超声换能器20的角度的变化范围从-30
°
至30
°
设置，并在超声换能器20的角度范围内设置60个角度测试点，每个角度点测量一次，测试超声换能器20的回波幅度值，以及到时值。将测试结果绘制成幅度-角度曲线、声时-角度曲线，通过曲线分析可以得到换能器的偏心参数以及指向性参数。
28.通过上述设置，本发明实施例的超声换能器检测设备100不仅可以完成超声换能器20的高温性能的测试，还能完成声学性能检测、声速测量、偏心对超声检测的影响研究。
29.请参照图2，在一些实施例中，调节装置10还可包括形成在固定平台1上的第一滑道4、第二滑道5、第一滑轨6以及第二滑轨7，第一滑轨6和第一滑道4二者沿固定平台1的宽度方向w平行设置，第二滑轨7和第二滑道5二者沿固定平台1的长度方向l平行设置。其中，第一活动部2沿垂直于固定平台1的方向穿过第一滑道4设置在第一滑轨6上，第二活动部3沿垂直于固定平台1的方向穿过第二滑道5设置在第二滑轨7上。
30.请继续参照图2，在一些实施例中，第一活动部2包括第一连接轴21和第一连接端部22。其中，第一连接轴21的一端穿过第一滑道4与第一连接端部22枢接，第一连接轴21的另一端用于固定超声换能器20，第一连接端部22滑动设置在第一滑轨6上；第二活动部3包括第二连接轴31和第二连接端部32。其中，第二连接轴31的一端穿过第二滑道5与第二连接端部32枢接，第二连接轴31的另一端用于固定反射板30，第二连接端部32滑动设置在第二滑轨7上。
31.本技术中，固定平台1可构造为板状结构。第一滑道4和第二滑道5可构造为贯穿固定平台1的长条形通孔。本技术中，枢接可理解为二者能够相对转动，例如，第一连接轴21相对于第一连接端部22能够沿自身的轴线转动。
32.在一些实施例中，调节装置10还可包括：设置在固定平台1上且位于第一滑轨6的一侧的第一标尺。和/或，设置在固定平台1上沿第一活动部2的旋转方向设置有旋转刻度标尺。和/或，设置在固定平台1上且位于第二滑轨7的一侧的第二标尺。通过该设置，可通过直
观的、数据化的调节，使得本发明实施例的超声换能器检测设备100的测试结果更为精确。
33.请参照图1，在一些实施例中，恒温检测腔体40可包括油浴腔41、加热部件(图中未示出)和温度控制装置42，加热部件设置在油浴腔41的内部和/或外部，温度控制装置42与加热部件电连接。通过该设置，温度控制装置42可控制加热部件对油浴腔41进行加热，其中，加热部件可为加热管。通过加热管加热能够使得油浴腔41具有符合检测要求的高温环境。此外，还可通过温度控制装置42对温度进行调节、检测和控制，以进一步的提高本发明实施例的超声换能器检测设备100检测的便利性和精确度。
34.请继续参照图1，在一些实施例中，超声换能器检测设备100还可包括设备壳体60，恒温检测腔体40设置在设备壳体60内，同时，设备壳体60的顶部形成有与恒温检测腔体40相连通的开口，设备壳体60的底部设置有脚轮装置70。通过该设置，本发明实施例的超声换能器检测设备100集成度高、易操作，通过脚轮装置70能够便于移动，从而可适用于多种操作环境。
35.请参照图3，图3为本发明实施例的控制装置的系统连接示意图。在一些实施例中，控制装置50可包括依次电连接的上位机、通信转接板以及采集电路系统。其中，通信转接板与恒温检测腔体40电连接，采集电路系统与超声换能器20电连接，通信转接板用于与上位机、采集电路系统以及恒温检测腔体40进行通讯。
36.本技术中，上位机可为安装在电脑上的软件。电脑可放置在设备壳体60上使用。从而能够进一步提高本发明实施例的超声换能器检测设备100使用的便利度。
37.在一些实施例中，通信转接板被配置成：可将rs485通信接口转换为usb接口，以用于与上位机通信。
38.请参照图4，图4为本发明实施例的采集电路系统的系统连接示意图。在一些实施例中，采集电路系统包括电连接的主控板、功率发射板和三通道电路板，其中，主控板用于与通信转接板电连接，以用于与上位机进行通信；功率发射板用于与超声换能器20电连接，以用于控制超声换能器20发射超声波；三通道电路板用于采集超声换能器20的回波数据。
39.请继续参照图4，采集电路系统包括电连接的主控板、功率发射板和三通道电路板，还包括开关电源(输出所需直流电源)。同时，为了保证各元件之间的信号不互相干扰，需要对硬件电路的走线和电路板的布局进行设计(如图4所示)。
40.在一些实施例中，温度控制装置42还包括设置在设备壳体60上的数显控制面板(图中未示出)。通过该设置，本发明实施例的超声换能器检测设备100中的恒温检测腔体40的温度控制可包括两种实现方式，一种为通过上位机、通信转接板直接控制，另一方面，可通过数显控制面板内的控制单元进行工作参数的设置等，从而使得本发明实施例的超声换能器检测设备100的使用更为便捷。
41.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
42.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
43.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要
性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
44.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。