[发明专利]一种超声换能器模型制作方法和装置

说明书

本申请公开了一种超声换能器模型制作方法和装置，通过对待检测的目标体建立模型并获取目标体模型的有效检测声场分布，通过检测参数和预置公式分别获得超声换能器在空间直角坐标系的xoy平面上的投影和投影对应的z坐标值，从而可以通过三维软件建立出超声换能器模型，再根据超声换能器模型制作出超声换能器，根据投影和z坐标值所建立的超声换能器模型的声场均是对目标体有价值的声场，减少了价值不大或者无价值的声场，从而提高了超声换能器的检测灵敏度，避免了检测盲区的出现，解决了现有的超声换能器模型制作方法获得的超声换能器，在待检测区域内容易出现检测盲区和灵敏度不高的情况，导致超声检测效果不佳的技术问题。

技术领域

本申请涉及超声检测技术领域，尤其涉及一种超声换能器模型制作方法和装置。

背景技术

随着科学技术的快速发展，超声波在传感器中的应用越来越广泛，用于超声探测的超声检测核心器件超声换能器也在各行业得到青睐。

在实际应用中，目前的超声换能器设计并没有统一的设计标准，因此，通过目前的超声换能器制作方法获得的超声换能器，试错机会较多，检测性能也参差不齐，在用于复杂结构的检测时，如：飞机发动机内部较隐蔽的零部件、核电站内部的蜗轮，蜗杆结构、人体内某些组织器官等，容易出现检测盲区和灵敏度不高，导致超声检测效果不佳的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种超声换能器模型制作方法和装置，用于解决现有的超声换能器模型制作方法获得的超声换能器在待检测区域内容易出现检测盲区和灵敏度不高，导致超声检测效果不佳的技术问题。

本申请第一方面提供一种超声换能器模型制作方法，包括：

根据待超声检测的目标体模型获取所述目标体模型的检测声场；

根据所述检测声场确定超声换能器的检测参数，根据所述检测参数计算待建立超声换能器模型的工作频率，所述检测参数包括：声速、分辨率和半扩散角；

根据所述工作频率和第一预置声压计算公式计算所述待建立超声换能器模型的波源起始声压，通过有限元软件对所述检测声场划分网格，根据预置声场衰减公式计算每一个网格处的声压值；

根据所述半扩散角和所述检测声场计算所述待建立超声换能器模型在建立的超声换能器空间直角坐标系的xoy平面上的投影，通过所述有限元软件对所述投影进行网格划分；

根据第二预置声压计算公式计算所述待建立超声换能器模型在所述投影的每一个网格对应的z坐标值，根据所述z坐标值和所述投影，通过三维软件建立超声换能器模型。

优选地，所述根据待超声检测的目标体模型获取所述目标体模型的检测声场，之前还包括：

根据待超声检测的目标体结构参数通过有限元软件建立目标体模型。

优选地，所述根据第二预置声压计算公式计算待建立超声换能器模型在所述投影的每一个网格对应的z坐标值，根据所述z坐标值和所述投影，通过三维软件建立超声换能器模型，之后还包括：

根据所述超声换能器模型通过3D打印机制作超声换能器。

优选地，所述第一预置声压计算公式为：

p＝ρcAω

其中，ρ为目标体介质密度，c为声速，A为振幅，ω为角频率。

优选地，所述预置声场衰减公式为：

其中，x为目标体厚度，p₀为起始声压。

优选地，所述第二预置声压计算公式为：