一种吸收靶和辐射压力测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种吸收靶和辐射压力测量系统。该吸收靶包括底板和刷毛，其中刷毛固定在底板上。本实用新型专利技术提供的吸收靶和辐射压力测量系统，采用刷毛作为吸声材料，反射系数小、不会产生热量，从而具有测量稳定、测量性能好的优点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及声功率测量技术，尤其涉及一种吸收靶和辐射压力 测量系统。
技术介绍
通常通过对声场的测量来评价声学换能器的性能。在国标GB/T 198卯-2005中对用于声场测量的系统进行了规范。现有技术中对声场的测量主要有两种方式。 一种方式是用水听器 法，其测量声场中的声压波形及其空间分布，从而导出相应的声强和相 关参数。由于水听器不能承受高功率，因此只能在小功率条件下进行使 用，不能完全反映设备的实际工作情况。另外一种方式是采用辐射压力 法测量声功率。辐射压力测量现在多采用吸声橡胶制成的吸收靶，在测 量过程中，它的安装与位置有关系，在焦平面时通常会有一个很强的测 量值，这与理论是不相符的，而到目前为止尚未有对于其形成原因的令 人满意的解释。此外，由于吸声橡胶的声衰减作用会产生热量，损坏吸 收粑，也会造成测量的不稳定、不准确。
技术实现思路
本技术要解决的 一个技术问题是提供一种测量稳定、性能好的 吸收靶。本技术提供的吸收靶，包括底板和刷毛，刷毛固定在底板上。 其中，刷毛为尼龙纤维，底板由塑料、胶木、或金属构成。该金属 可以是铝和不锈钢。根据本技术的一个实施例，在底板上打有沉孔，通过沉孔将刷毛束固定于底板上。进一步，在刷毛与底板的连接处灌有硅胶层。根据本技术的一个实施例，刷毛在底板上均匀紧密排列。本技术还提供了 一种辐射压力测量系统，包括上述的吸收靶；悬吊系统，用于固定吸收靶；和测力系统，用于测量吸收靶受到的辐射压力。根据本技术的辐射压力测量系统的 一 个实施例，悬吊系统为连 杆系统，测力系统为推拉力计。本技术提供的吸收靶，采用刷毛作为吸声材料，反射系数 小、不会产生热量，从而使得测量稳定、测量性能好。进一步，底板采用塑料、胶木、或金属等材料、刷毛采用纤维材 料，具有制作方便、材料容易获得、制作要求容易满足、不易损坏的优点。进一步，刷毛在底板上均匀紧密排列，刷毛的长度不同，减小了反 射系数和透射系数，从而提高了测试性能。附图说明图1为根据本技术的吸收靶的结构示意图； 图2为根据本技术的吸收靶的一个实施例的产品图示； 图3为根据本技术的辐射压力测量系统的一个实施例的结构示 意图4为根据本技术的一个辐射压力测量系统的产品图示。具体实施方式下面参照附图对本技术进行更全面的描述，其中说明本实用新 型的示例性实施例。辐射压力测量的原理是用吸收靶将声能量吸收，转化为压力，通过 测量压力值，从而换算出声功率，进而可以计算出换能器的声转化效 率。本技术的毛刷靶(吸收靶)的大量刷毛可以有效地吸收声能 量，减少透射和反射，因此能够比较准确地反映声功率的大小。图1为根据本技术的吸收靶的结构示意图。如图1所示，该吸收靶包括底板101和刷毛102,刷毛102固定在底板101上。底板的作用包括固定刷毛，应该具有一定的厚度和硬度。本实用新 型的吸收靶底板的材料可以为塑料、胶木、金属等。作为底板的金属可 以使用铝、不锈钢等抗锈蚀的材料，能够适应吸收靶主要在水中使用的 特点。铝的密度小，可以使靶的自重更轻，适合于精度更高的测量元 件，且加工也较容易。刷毛的材料可以尼龙纤维，由于它有一定的硬 度，更适合力的吸收和传递。一种将纤维和底板的结合方法是在底板上打沉孔，将各束纤维对折植入沉孔中，然后用结实的纤维勒紧。为保证毛刷靶的牢固，还也可 以在刷毛与底边连接处灌一薄层硅胶。也可以直接用硅胶将刷毛固定在 底板上。刷毛在底板上的排列应当均匀，平衡性好，保证测量平面的稳定 性。此外，刷毛应该尽量紧密排列，以减小超声波的反射。可以将底板 上的纤维紧密排列到没有明显的间隙。根据本技术的吸收靶的一个实施例，刷毛(例如纤维)的长度 不同。刷毛的长短不均对测量的结果没有大的影响，但可以使吸收耙反 射系数更小。吸收耙常用于HIFU (高强度聚焦超声)换能器的测量。对于 HIFU换能器的测量，吸收靶应该足够大，以吸收全部超声射束。下面 的公式描述了圓形吸收靶的半径和换能器满足的位置关系<formula>formula see original document page 5</formula> ( 1 )其中，b为圆形吸收靶的半径，Zd为靶的中心和换能器焦点之间的 距离。测出的辐射力和声功率的对应关系为<formula>formula see original document page 5</formula> 2 )图2为根据本技术的吸收靶的一个实施例的产品图示。 本技术的吸收靶，测量性能好、测量稳定，重复性好；使用不 受位置限制，操作简便；并且具有制作方便、材料容易获得、制作要求 容易满足、不易损坏的优点。此外，还具有反射系数小、透射系数小的 优点，在对本技术的吸收靶的测试中，反射系数仅3.3%左右，小于国标要求的5%，而吸声橡胶靶的反射系数一般在7.1% 10%之间； 在测试中几乎测量不到透射系数。需要指出的是，本技术的吸收靶并不限于圓形，而是可以根据 需要设计其形状，如长方形等。图3为根据本技术的辐射压力测量系统的一个实施例的结构示 意图。如图3所示，该辐射压力测量系统包括测力系统31、悬吊系统 32和吸收耙33。其中，吸收靶33采用本技术的吸收靶。悬吊系统 32用于固定吸收靶31;测力系统31用于测量吸收靶33受到的辐射压 力。该测试系统可以用于声束向下的测试中。图4为根据本技术的 一个辐射压力测量系统的产品图示，其中，悬吊系统是连杆系统，测力 系统是推拉力计，通过连杆系统硬连接吸收靶和推拉力计，其中推拉力 计的测量精度为0.001N。根据本技术的辐射压力测量系统的另 一个实施例，其中吸收 耙、悬吊系统和测量系统的上下位置关系与图3所示的相反，吸收靶位 于最上方，而测力系统位于最下方。测力系统可以是电子天平或者测力 传感器。本技术提供的吸收靶，也可以用作各种声音或噪音屏蔽系统中 的吸声装置。本技术的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗 漏的或者将本技术限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域 的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实 用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实 用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。权利要求1. 一种吸收靶，其特征在于，包括底板和刷毛，所述刷毛固定在所述底板上。2. 根据权利要求1所述的吸收靶，其特征在于，所述刷毛为尼龙 纤维，所述底板由塑料、胶木、或金属构成。3. 根据权利要求1所述的吸收靶，其特征在于，所述底板上打有 沉孔，通过所述沉孔将所述刷毛束固定于所述底板上，在所述刷毛与所 述底板的连接处灌有硅胶层。4. 根据权利要求1所述的吸收靶，其特征在于，所述刷毛在所述 底板上均匀紧密排列。5. 根据权利要求1所述的吸收耙，其特征在于，所述吸收靶的底 板为圆形，所述吸收靼的半径b满足arctan(上)> 45其中，Zd为吸收草巴的中心到待测声学换能器的焦点的距离。6. —种辐射压力测量系统，其特征在于，包括如权利要求1至5 中任意一项所述的吸收靶；悬吊系统，用于固定所述吸收靶；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸收靶，其特征在于，包括底板和刷毛，所述刷毛固定在所述底板上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜克明，李春生，吴晓东，杨珺，
申请(专利权)人：海扶宁高强超声技术北京有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]