一种用于检测超声波换能器指向角度的治具工装的制作方法

本技术涉及超声波检测，具体涉及一种用于检测超声波换能器指向角度的治具工装。

背景技术：

1、超声波本质上是一种声波，它具有声波的相关特性，比如衍射性、方向性、反射性、穿透性等。超声波换能器就是将电信号和超声波信号相互转换的一种能量转换器件。当超声波换能器作为一种独立的传感器在电子系统中使用的时候，其方向性往往成为评估其性能优劣的关键指标。对于一个发射型换能器，方向特性的尖锐程度决定了它发射超声波声能的集中程度；对于一个接收型换能器，方向特性的尖锐程度决定了它所能接收超声波能量的方向范围。方向特性的好坏直接影响到超声波换能器的收发性能。

2、在实际使用过程中并没有一种易于使用的工装可供使用。通常在分析超声波换能器声程时，往往是按理想的情况进行分析，但是按理想情况进行分析和设计所带来的系统误差是无法避免的，在高精度应用中，超声波换能器指向角度所带来的误差必须予以考虑和重视。

3、以往的设计中，通常将换能器指向角度带来的误差忽略，如图1所示；但是实际上，超声波换能器发射的声波束并不是单一的一束波，而是有一定的发射角度的。这种发射角度的大小一定程度上决定了收发换能器之间的物理距离，并对接收换能器的接收灵敏度有一定要求，如果接收换能器的接收灵敏度较低，当发射换能器的发射角度较大时，声能将很分散，无法有效的激励接收换能器。

4、实际的收发示意图如图2所示；实际的发射换能器所发出的超声波声束是有角度的，由于发射指向角度的存在，实际反射的声波将会是更大范围角度的反射声波。由图2可知，接收换能器的安装位置不在反射声波的范围内，将无法接收到超声波信号。

5、因此，需要对现有技术进行改进。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种高效的用于检测超声波换能器指向角度的治具工装。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于检测超声波换能器指向角度的治具工装，包括发射换能器、接收换能器、固定座、导轨和挡板；

3、所述发射换能器和接收换能器中的其中一个固定安装在固定座上，另一个滑动安装在导轨上；

4、所述挡板安装在发射换能器和接收换能器之间；所述挡板上开设有若干供发射换能器发出的超声波信号通过的透孔。

5、优选地，所述挡板与导轨平行设置；

6、所述发射换能器正对着挡板。

7、优选地，所述导轨上滑动设置有滑块；

8、所述滑块用于安装发射换能器或接收换能器。

9、优选地，还包括控制系统；

10、所述控制系统与滑块、发射换能器及接收换能器信号连接。

11、优选地，所述挡板上的透孔为等距设置。

12、优选地，相邻所述透孔的间距大于等于接收换能器的接收面的直径。

13、优选地，所述发射换能器、接收换能器和透孔位于同一水平面上。

14、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

15、本实用新型通过对固定位置的换能器发射声波束进行移动采样，从而得到发射型换能器的发射指向角度；通过对移动声波束进行固定位置采样，从而得到接收型换能器的接收指向角度。

16、本实用新型能实现便捷、快速的对超声波换能器指向角度的检测。

17、本实用新型通过调整收发换能器之间的垂直距离l可灵活调整检测角度θ的检测精度；

18、本实用新型简单、小巧，控制系统只需控制步进电机的移动和换能器的激励即可，通过示波器查看接收信号。

19、本实用新型通过换能器指向角度的检测工装能准确获得换能器的指向角度参数，为超声波系统设计提供理论支撑。

技术特征：

1.一种用于检测超声波换能器指向角度的治具工装，其特征在于，包括发射换能器(1)、接收换能器(2)、固定座(3)、导轨(4)和挡板(5)；

2.根据权利要求1所述的用于检测超声波换能器指向角度的治具工装，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的用于检测超声波换能器指向角度的治具工装，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的用于检测超声波换能器指向角度的治具工装，其特征在于，还包括控制系统；

5.根据权利要求1所述的用于检测超声波换能器指向角度的治具工装，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的用于检测超声波换能器指向角度的治具工装，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的用于检测超声波换能器指向角度的治具工装，其特征在于：

技术总结
本技术公开一种用于检测超声波换能器指向角度的治具工装，属于超声波检测技术领域；该装置包括：发射换能器、接收换能器、固定座、导轨和挡板；所述发射换能器和接收换能器中的其中一个固定安装在固定座上，另一个滑动安装在导轨上；所述挡板安装在发射换能器和接收换能器之间；所述挡板上开设有若干供发射换能器发出的超声波信号通过的透孔。本技术能实现便捷、快速的对超声波换能器指向角度的检测。

技术研发人员：齐玉旺,姚金龙,黄双峰,梁力水,秦凯,刘晓光
受保护的技术使用者：廊坊新奥智能科技有限公司
技术研发日：20230814
技术公布日：2024/3/21