[发明专利]一种全反射靶的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及声学计量技术领域，具体涉及一种超声或水声声功率计量装置中用来测量声功率的全反射靶的制造方法。

背景技术

声功率是发射换能器和基阵设计的主要技术指标之一，常用的校准方法有声压法、声强法和近场法。声压法，就是通过测量发射换能器和基阵的远场轴向声压和空间指向性再通过计算而得出的，轴向声压的测量是比较容易实现的，而空间指向性的测量则非常复杂；声强法一般是指用双水听器技术校准水声声强，如果能测得换能器或基阵封闭球面上各点的声强，则声强的球面积分就是声功率；近场法是由换能器或基阵的近场特性推算其远场特性，得到指向性指数并测出远场轴向声压后通过计算得到。

而对于几百至几千赫兹水声发射换能器声功率的校准，随着频率增高，波长变短，指向性变得更尖锐，远场测量距离更远，对检测水听器的尺寸、一致性都提出了更高的要求，常用的校准方法已不太适用。国际电工委员会的超声技术委员会推荐辐射压力法为兆赫兹频率范围内液体中超声功率测量的方法。辐射压力法是一种绝对的基本测量技术，没有近场和远场的限制，能直接测得总的辐射声功率值，且测量装置简单，易于操作和校准。图1即为一种辐射压力法声功率计量装置。

在小振幅平面超声场中，在两种媒质的交界面上会出现时间平均的单向压力即辐射压力，其值等于界面两边声能密度的差值。在界面上产生的辐射压力，可用置于超声场中的全反射靶来测量。超声换能器所辐射的总声功率W与作用在全反射靶上的力之间的关系为

W=cF2cos2θ---(1)]]>

式中：W——超声换能器辐射的总声功率，单位为W；

F——超声波沿换能器轴线方向作用于靶上的力，单位为N；

c——超声波在液体中的传播速度，单位为m/s；

θ——靶面法线与入射声束之间的夹角，单位为（°）。

为了使用辐射压力法更精确地校准发射换能器的声功率，全反射靶的制造就显得尤为重要。

发明内容

本发明提供一种全反射靶的制造方法，通过该方法可以实现全发射靶的组成零件反射膜与底靶的冲压成形，从而制成能精确测量水声或者超声声功率的全反射靶，通过以下技术方案实现：

一种全发射靶的制造方法，其特征在于：使用冲压模具对反射膜和底靶分别采用特定的步骤冲压成形；反射膜冲压模具由反射膜上模、共用下模、上压环、螺钉等零件组成；底靶冲压模具由底靶上模、共用下模、上压环、下压环、垫片、螺钉等零件组成；

使用反射膜冲压模具冲压反射膜的具体步骤如下：

（1）0.1mm厚的纯铜裁剪出10块130mm×130mm尺寸的铜片；

（2）根据共用下模的结构，每块铜片在模具定位孔对应的位置打孔，孔径要保持一致；

（3）铜片一起放到控温箱式炉中，加热到650℃，恒温1小时，保持受热均匀；

（4）取出铜片浸入水中冷却，此时铜片仍然很软；

（5）铜片固定到下模上，上模慢慢下压，压力增至1吨，保持1小时；

（6）取下上模，拿住成型铜片边沿取出铜片，沿齿印修剪出带沿的反射膜；

（7）反射膜放入箱式炉加热到450℃，恒温1小时，然后再自然冷却10小时，待铜皮变硬，得到所需反射膜；

使用底靶冲压模具冲压底靶的具体步骤如下：

（1）0.7mm厚的黄铜裁剪出5块150×150mm尺寸的铜片；

（2）根据下模的结构，每块黄铜片在模具定位孔对应的位置打孔，孔径要保持一致；

（3）铜片一起放到控温箱式炉中，加温到650℃，恒温1小时，保持受热均匀，然后再自然冷却10小时，此时黄铜片很软；

（4）铜片固定到下模上，上模慢慢往下压，压力增至1吨，保持1小时；

（5）取下上模，拿住成型黄铜片边沿取出黄铜片，沿齿印修剪出带沿的黄铜底靶，此时黄铜片仍然很软；

（6）底靶放入箱式炉加热到450℃，恒温1小时；