[发明专利]一种脉冲超声声场检测装置与方法

权利要求书

1.一种脉冲超声声场检测装置的检测方法，所述检测装置包括：

信号发生器用于产生超声激励信号，当激励信号为周期脉冲时，超声探头输出脉冲超声；功率放大器用于将激励信号放大，驱动超声探头在水槽中产生脉冲声场；

He-Ne激光器、第一凸透镜、第二凸透镜、水槽、遮光板、以及反光镜均位于同一水平线，激光经过水槽后会被脉冲声场形成的超声光栅衍射，调节遮光板，将零级衍射光和负一级衍射光遮挡，只允许正一级衍射光通过；

正一级衍射光经反光镜反射后，通过第三凸透镜聚焦在光电探测器上，光电探测器输出信号由示波器读取；

其特征在于，当超声波面宽度小于等于1/2光被超声波衍射的特征长度时，所述检测方法包括以下步骤：

1)根据超声探头的中心频率，设置信号发生器的激发脉冲信号频率，激发脉冲个数以及激发脉冲幅度；调节功率放大器的增益，使其输出电压在超声探头的工作电压范围内；信号发生器的两个通道输出相同的波，一路作为超声探头的激励信号，一路作为示波器的触发信号；

2)调节光电探测器与第三凸透镜之间的距离，使各级衍射光均聚焦在光电探测器；调节遮光板将零级光和负一级衍射光挡住，使正一级衍射光进入光电探测器，在示波器上观察到由于衍射产生的光脉冲信号，将此光脉冲幅值最大值记为正一级衍射光光强，正一级衍射光光强I1与总光强I之比满足第一类1阶贝塞尔函数；

3)将示波器的时间尺度调小，衍射光脉冲信号内包含有强度调制信号，调制频率与超声频率相同；根据调制信号的波形计算出此处的相位信息；

4)获取位移平台移动方向上超声声场的声压与相位分布；利用步进电机将超声探头旋转一定角度，得到不同旋转方向上超声声场的声压与相位分布；将不同角度的检测数据进行组合，即可得到平面内超声声场的声压与相位分布。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述总光强I具体为：

调节第一、第二凸透镜之间的距离，将激光光斑调节到最小；去掉遮光板，调节反光镜，使光电探测器读数达到最大，记录此时光电探测器的读数，记为总光强I。