基于扫描数据可视化的超声换能器参数测量

隋永杰， 王雪晶， 祝海江

（北京化工大学信息科学与技术学院，北京 100029）

基于扫描数据可视化的超声换能器参数测量

隋永杰， 王雪晶， 祝海江

（北京化工大学信息科学与技术学院，北京 100029）

超声探头是超声无损检测中的关键部件，其参数直接影响到对超声检测系统性能的评价与校准。在自主建立的水浸超声声场自动扫查系统基础上，以标准ASTM E1065－99为依据，利用水听器法对聚焦超声换能器声场进行扫描，并将数据可视化。在数据可视化的基础上，对声场中若干重要参数进行了测量。实验结果表明，测量结果与理论计算结果吻合程度良好，所实现的声场自动扫查系统能够真实反应出换能器空间的声场分布，能够为超声换能器应用特性的准确评价提供可信的数据。

计量学；水听器；聚焦换能器；声场特性

1 引 言

超声探头是超声无损检测中的关键部件，其参数直接影响到对超声检测系统性能的评价与校准。本文依据美国材料实验学会发布的ASTM E 1065—99“评估超声探头特性的标准指南”［1］中要求的实验条件（器材尺寸、精度等）和实验方法（水听器法），在自主建立的水浸超声声场自动扫查系统基础上，对聚焦超探头超声场进行扫描，并将扫描结果以图像形式直观显示出来。超声声场是抽象不可见的，因此，让声场变为可见的图形图像，直观地体现出来，是必然的需要。现有3D数据场可视化方法主要有几何方法、颜色方法以及体绘制方法3种［2～4］。本文通过计算机采集到电压信号，经过计算转换为声压值之后，用颜色方法描绘声场声压分布，并在可视化基础上，对声场若干重要参数（测量深度即焦距，横向分辨率即焦点直径，纵向分辨率即场深）进行了计算。……