超声应力换能器指向性校准方法研究

作     者：牛淼 吴德林 姚磊 郑慧峰 高申平 俞醒言 NIU Miao;WU Delin;YAO Lei;ZHENG Huifeng;GAO Shenping;YU Xingyan

作者机构：中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 浙江省计量科学研究院浙江杭州310018 国家市场监管重点实验室(声学振动精密测量技术)浙江杭州310018 浙江省声学振动精密测量技术研究重点实验室浙江杭州310018 

出 版 物：《压电与声光》 (Piezoelectrics & Acoustooptics)

年 卷 期：2022年第44卷第3期

页      面：422-425页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 070206[理学-声学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：浙江省基础公益计划项目(LGF22A040005) 浙江省科技计划项目(2022C01002) 浙江省市场监督管理局雏鹰计划培育项目(CY2022216,CY2022001) 浙江省市场监督管理局科研计划项目(20210105) 

主　　题：超声应力 换能器 指向性 纵波 临界折射纵波 

摘      要：超声应力换能器指向性对超声应力检测精度具有重要影响。该文提出了半圆柱试块法,被校换能器向半圆柱试块内部辐射声波,接收换能器在试块圆柱面各角度接收到信号,分析得到被校换能器的指向性。利用半圆柱试块法校准得到纵波换能器指向性,其-3 dB波束宽度为5.01°,这与水听器法测量值、理论值相对偏差分别为3.09%、2.66%。利用半圆柱试块法校准得到临界折射纵波换能器指向性,其-3 dB波束宽度为10.55°,这与仿真值相对偏差为2.23%。半圆柱试块法更符合超声应力的实际使用工况,不受换能器水密性、换能器工作原理等限制,适用于任意型号超声应力换能器,且校准更高效、快捷。