[实用新型]一种超声水冲印压测量材料粘弹性的装置

摘要

本实用新型公开了一种超声水冲印压测量材料粘弹性的装置。本实用新型包括Z轴运动及控制装置、水流泵送及水压控制装置、超声发射与接收装置、超声信号采集装置、负载测量装置、计算机；本实用新型使用点聚焦超声探头发射聚焦声束到材料表面，并控制点聚焦超声探头在材料表面法线方向（Z轴）上移动，结合一定压力的水流冲击材料表面，并以水流作为耦合介质采集材料的超声回波。通过分析点聚焦超声探头在Z轴不同位置的回波信号的幅值信息、时域信息和频域信息，可无损测量和评估材料的粘弹性属性。本实用新型所提供的测量装置结构简单，适用于橡胶类聚合物或生物软组织的粘弹性测量与分析。

主权项

一种超声水冲印压测量材料粘弹性的装置，其特征在于包括Z轴运动及控制装置、水流泵送及水压控制装置、超声发射与接收装置、超声信号采集装置、负载测量装置、计算机；Z轴运动及控制装置包括运动控制器、光栅尺读数头、Z轴运动平台、光栅尺；Z轴运动平台的不动侧安装有光栅尺，光栅尺读数头安装在平台运动侧，光栅尺读数头的信号线缆连接到运动控制器上；运动控制器通过USB线缆与计算机相连；计算机内安装有数据处理软件，计算机中的数据处理软件通过编程接口获取光栅尺读数头的计数编码；Z轴运动平台负载面安装有转接板，转接板用于安装喷水容器；所述的Z轴运动平台安装在运动平台基座上；水流泵送及水压控制装置包括水槽、水泵、比例压力阀、喷水容器、电液比例阀控制器、压力变送器、第一信号调理放大器及便携式数据采集模块；水泵的输入端通过软管与水槽的侧壁开口相连接，水泵的泵出端通过软管连接到比例压力阀的输入端；比例压力阀的输出端通过软管连接到喷水容器的入口，比例压力阀的控制端通过线缆连接到电液比例阀控制器；压力变送器的传感器接口安装在喷水容器上，压力变送器的信号输出端经线缆连接到第一信号调理放大器的输入端，第一信号调理放大器的输出端连接到便携式数据采集模块的一个输入通道，便携式数据采集模块的输出通道通过USB接口与计算机相连，计算机获取喷水容器内的水压值；超声发射与接收装置包括点聚焦超声探头和超声发射/接收器；超声信号采集装置包括一个模数转换器；点聚焦超声探头密封安装在喷水容器内，点聚焦超声探头的轴向与喷嘴方向重合；喷水容器通过夹具安装在Z轴运动平台负载面的转接板上，Z轴运动平台上下运动时带动喷嘴容器及点聚焦超声探头同步运动；点聚焦超声探头的接线端与超声发射/接收器相连；经超声发射/接收器调理后的信号输入至模数转换器，模数转换器经PCI总线接入计算机，计算机获取超声回波的数字信号；负载测量装置包括待测材料安装平台、基座、负载传感器、第二信号调理放大器；基座安装在水槽的底板上，负载传感器固定在基座的上表面，待测材料安装平台放置在负载传感器的测试面上，待测材料则固定在待测材料安装平台上；负载传感器的接线端经线缆与第二信号调理放大器相连，经第二信号调理放大器调理放大的负载信号进入便携式数据采集模块的另一个输入通道，计算机获取负载数字信号。