基于涡流法的超声换能器振幅测量仪制造技术

基于涡流法的超声换能器振幅测量仪，涉及超声振幅的测量领域。它是为了解决在使用接触式测量法时容易导致换能器声学结构改变、千分表不能测量大振幅的问题。本实用新型专利技术通过在被测换能器端面某一距离上设置高频涡流传感器，将高频机械振动直接转换为高频调幅波，高频调幅波经过高频放大、振幅检波、有效值转换、模数转换后，在单片机的控制和数据处理下，用液晶显示器以数字形式将被测振幅的有效值显示出来。本实用新型专利技术能够在较简单的结构下，用涡流法实现超声换能器对振幅的非接触精确测量，并且在价格上远低于激光测振仪，能够满足一般研究单位对超声振幅的测量需求。本实用新型专利技术适用于对超声振幅的测量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种振幅测量仪，特别涉及基于涡流法的超声换能器振幅测量仪，属于振幅测量领域。
技术介绍
强超声波具有特殊的理化性质，正在成为提升其它学科和工程领域的重要手段，从而诞生了诸如超声化学、超声萃取、超声采油、超声防蜡、超声粉碎和超声切削等全新领域和技术。在这些科学和技术研究中，超声波的最终作用效果往往与超声波的振动幅度有着密切关系，因此对超声振幅的准确测量具有十分重要的科学和工程价值。目前对于超声振幅的测量，主要有接触法和非接触法两种。接触法主要有两种形式:其一是将千分表等仪表的测头与被测换能器端面直接接触，在超声振动下，指针摆动的幅度就是超声振幅的峰值。其不足之处是只能在较低振幅下应用，一旦振幅提高，千分尺测头会被强烈地冲击和弹起，不但无法测量，而且可能会损坏仪表。其二，将压电传感器粘接于被测换能器端面，超声振动下，传感器将加速度信号转变为电信号，经过两次积分即可得到位移振幅。这种方法虽然能测量很大的振幅，但是压电传感器粘接在被测换能器端面上，直接导致其声学结构发生变化，造成位移节面偏移，谐振频率改变等不良影响，即换能器的测试状态与实际工作状态不一致。由于以上原因，用非接触法精确测量超声振幅就成了必然选择。目前最精确的测量手段是激光测振仪，它甚至能够在较远距离处测量换能器的振幅波形，且具有高精度、高线性的优势。但这种激光测量仪非常昂贵，很难普及，不能满足一般研究单位对超声振幅的测量需求。
技术实现思路
本技术是为了解决在使用接触式测量法时容易导致换能器声学结构改变、千分表不能测量大振幅，在使用激光测振仪时价格昂贵，很难普及，不能满足一般研究单位对超声振幅的测量需求的问题，现提出一种基于涡流法的超声换能器振幅测量仪。基于涡流法的超声换能器振幅测量仪，它包括测量支架和测量电路，其特征在于:所述测量支架它包括:换能器夹持台、被测换能器、涡流传感器、尼龙隔离块、传感器台、千分尺、支架基台和水平调节器；支架基台的上表面固定有换能器夹持台和水平调节器；传感器台安装在水平调节器上，并且传感器台能够在水平调节器上水平移动；被测换能器固定在换能器夹持台上，并且被测换能器的输出端面垂直于水平面；千分尺固定在传感器台的垂直滑块上，在千分尺的测杆端面固定有尼龙隔离块，尼龙隔离块上固定有涡流传感器，涡流传感器的感应端面正对被测换能器的输出端面；测量电路包括高频振荡器、高频功率放大器、高频输出变压器、可变电阻、高频放大器、幅度检波器、有效值变换器、模数转换器和单片机；高频振荡器的高频振荡信号输出端连接高频功率放大器的信号输入端，高频功率放大器的信号输出端连接高频输出变压器的初级线圈，高频输出变压器的次级线圈的一端连接可变电阻的一端，高频输出变压器的次级线圈的另一端同时连接涡流传感器的感应线圈的一端、高频放大器的一个信号输入端和电源地，所述涡流传感器的感应线圈的另一端同时连接可变电阻的另一端和高频放大器的另一个信号输入端，高频放大器的信号输出端连接幅度检波器的信号输入端，幅度检波器的信号输出端连接有效值变换器的信号输入端，有效值变换器的信号输出端连接模数转换器的模拟信号进入端，模数转换器的数字信号输出端连接单片机的信号输入端。所述测量支架中千分尺的分辨率为0.001mm。所述测量电路中还包括操作键盘，所述操作键盘的信号输出端连接单片机的按键信号输入端。所述测量电路中还包括液晶显示器，所述液晶显示器的显示信号输入端连接单片机的显不信号输出端。本技术所公开的基于涡流法的超声换能器振幅测量仪，通过在被测换能器端面某一距离上设置高频涡流传感器，将高频机械振动直接转换为高频调幅波，经过高频放大、振幅检波、有效值转换、模数转换后，在单片机的控制和数据处理下，用液晶显示器以数字形式将被测振幅的有效值显示出来。本技术能够在较简单的结构下，用涡流法实现超声换能器对振幅的非接触精确测量，保证其声学结构不会发生变化，使千分表能够测量大振幅，换能器的测试状态与实际工作状态保持一致。并且本技术在价格上远低于激光测振仪，能够满足一般研究单位对超声振幅的测量需求。附图说明图1为基于涡流法的超声换能器振幅测量仪的测量支架结构图。图2为基于涡流法的超声换能器振幅测量仪的测量电路结构图。具体实施方式具体实施方式一:参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于涡流法的超声换能器振幅测量仪，它包括测量支架和测量电路；测量支架包括换能器夹持台1、被测换能器2、涡流传感器3、尼龙隔离块4、传感器台5、千分尺6、支架基台7和水平调节器8 ；支架基台7的上表面固定有换能器夹持台I和水平调节器8 ;传感器台5安装在水平调节器8上，并且传感器台5能够在水平调节器8上水平移动；被测换能器2固定在换能器夹持台I上，并且被测换能器2的输出端面垂直于水平面；千分尺6固定在传感器台5的垂直滑块5-1上，在千分尺6的测杆端面固定有尼龙隔离块4，尼龙隔离块4上固定有涡流传感器3，涡流传感器3的感应端面正对被测换能器2的输出端面；测量电路包括高频振荡器9、高频功率放大器10、高频输出变压器11、可变电阻12、高频放大器13、幅度检波器14、有效值变换器15、模数转换器16和单片机17 ；高频振荡器9的高频振荡信号输出端连接高频功率放大器10的信号输入端，高频功率放大器10的信号输出端连接高频输出变压器11的初级线圈，高频输出变压器11的次级线圈的一端连接可变电阻12的一端，高频输出变压器11的次级线圈的另一端同时连接涡流传感器3的感应线圈的一端、高频放大器13的一个信号输入端和电源地，所述涡流传感器3的感应线圈的另一端同时连接可变电阻12的另一端和高频放大器13的另一个信号输入端，高频放大器13的信号输出端连接幅度检波器14的信号输入端,幅度检波器14的信号输出端连接有效值变换器15的信号输入端，有效值变换器15的信号输出端连接模数转换器16的模拟信号进入端，模数转换器16的数字信号输出端连接单片机17的信号输入端;所述尼龙隔离块4可以消除千分尺6的金属端面对涡流传感器3的影响；所述传感器台5的垂直滑块5-1用来调节涡流传感器3的垂直高度，使涡流传感器3与被测换能器2的输出端面的高度平齐；进而保证涡流传感器3的感应端面与被测换能器2的输出端面正对；本实施方式所述述的基于涡流法的超声换能器振幅测量仪在使用过程中，首先采用水平调节器8对所述涡流传感器3与被测换能器2的输出端面的水平距离进行粗调，然后采用千分尺6进行细调，直到涡流传感器3与被测换能器2输出端面的之间的水平距离满足测量要求之后，固定涡流传感器3与被测换能器2的水平位置；待被测换能器2静止不振动时，涡流传感器3的阻抗模值为IzcJ，则此时可变电阻12和涡流传感器3的中点电压Ua为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于涡流法的超声换能器振幅测量仪，它包括测量支架和测量电路，其特征在于：所述测量支架包括：换能器夹持台(1)、被测换能器(2)、涡流传感器(3)、尼龙隔离块(4)、传感器台(5)、千分尺(6)、支架基台(7)和水平调节器(8)；支架基台(7)的上表面固定有换能器夹持台(1)和水平调节器(8)；传感器台(5)安装在水平调节器(8)上，并且传感器台(5)能够在水平调节器(8)上水平移动；被测换能器(2)固定在换能器夹持台(1)上，并且被测换能器(2)的输出端面垂直于水平面；千分尺(6)固定在传感器台(5)的垂直滑块(5?1)上，在千分尺(6)的测杆端面固定有尼龙隔离块(4)，尼龙隔离块(4)上固定有涡流传感器(3)，涡流传感器(3)的感应端面正对被测换能器(2)的输出端面；所述测量电路包括：高频振荡器(9)、高频功率放大器(10)、高频输出变压器(11)、可变电阻(12)、高频放大器(13)、幅度检波器(14)、有效值变换器(15)、模数转换器(16)和单片机(17)；高频振荡器(9)的高频振荡信号输出端连接高频功率放大器(10)的信号输入端，高频功率放大器(10)的信号输出端连接高频输出变压器(11)的初级线圈，高频输出变压器(11)的次级线圈的一端连接可变电阻(12)的一端，高频输出变压器(11)的次级线圈的另一端同时连接涡流传感器(3)的感应线圈的一端、高频放大器(13)的一个信号输入端和电源地，所述涡流传感器(3)的感应线圈的另一端同时连接可变电阻(12)的另一端和高频放大器(13)的另一个信号输入端，高频放大器(13)的信号输出端连接幅度检波器(14)的信号输入端，幅度检波器(14)的信号输出端连接有效值变换器(15)的信号输入端，有效值变换器(15)的信号输出端连接模数转换器(16)的模拟信号进入端，模数转换器(16)的数字信号输出端连接单片机(17)的信号输入端。...

【技术特征摘要】
1.基于涡流法的超声换能器振幅测量仪，它包括测量支架和测量电路，其特征在于: 所述测量支架包括:换能器夹持台(I)、被测换能器(2)、涡流传感器(3)、尼龙隔离块(4)、传感器台(5)、千分尺(6)、支架基台(7)和水平调节器(8)； 支架基台(7)的上表面固定有换能器夹持台(I)和水平调节器(8);传感器台(5)安装在水平调节器(8)上，并且传感器台(5)能够在水平调节器(8)上水平移动；被测换能器(2)固定在换能器夹持台(I)上，并且被测换能器(2)的输出端面垂直于水平面；千分尺(6)固定在传感器台(5)的垂直滑块(5-1)上，在千分尺￠)的测杆端面固定有尼龙隔离块(4)，尼龙隔离块(4)上固定有涡流传感器(3)，涡流传感器(3)的感应端面正对被测换能器⑵的输出端面； 所述测量电路包括:高频振荡器(9)、高频功率放大器(10)、高频输出变压器(11)、可变电阻(12)、高频放大器(13)、幅度检波器(14)、有效值变换器(15)、模数转换器(16)和单片机(17)； 高频振荡器(9)的高频振荡信号输出端连接高频功率放大器(10)的信号输入端，高频功率放大器(10)的信号输出端连接高频输出变压器(11)的初级线圈，高频输出变...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴丽君，齐冀，齐海群，
申请(专利权)人：黑龙江工程学院，
类型：实用新型
国别省市：