一种超声波换能器频率响应特性的检测方法

摘要

本发明提供一种超声波换能器频率响应特性的检测方法，该方法基于多正交频率测量信号能快速检测超声波换能器频率响应特性，该方法包括：初始化频率参数；产生超声波换能器的激励信号；测量超声波换能器的响应；计算超声波换能器在测试频率点的频率响应特性；计算换能器在给定频率范围内的频率响应特性。该方法的特点是一次采用多个测试频率点的测试信号，通过测试信号在不同频率点之间的正交性对换能器在该频率点上的频率响应特性进行计算，可以快速有效地测量出超声波换能器的频率响应特性，具有检测速度快、实现简单等优点，不但适合各种需要快速检测换能器频率特性的场合，并且也可以用于其他电器产品的频率响应特性快速检测。

主权项

1.一种超声波换能器频率响应特性的检测方法，其特征在于包括如下步骤：(1)初始化频率参数：根据给定的频率测量范围和频率测量精度，设定检测的下限频率f_min，上限频率f_max和频率间隔Δf，其中闭区间[f_min，f_max]覆盖给定的频率测量范围，Δf小于或等于所给定的频率测量精度，且f_min＝K₁Δf，f_max＝K₂Δf，K₁、K₂为正整数且K₁＜K₂；(2)产生超声波换能器的激励信号：产生激励信号并通过功率放大器放大后，送给待测试的超声波换能器，其中f_k＝kΔf，K₁＜k＜K₂，f_k为待检测的多个测试频率点；A为常数，φ_k为正弦分量的相位；(3)测量超声波换能器的响应：测量超声波换能器在步骤(2)的激励信号下电压或电流的变化，得到测量信号y(t)，测量时间不小于T＝1/Δf；(4)计算超声波换能器在测试频率点的频率响应特性：测试频率点f_l＝lΔf上的超声波换能器频率响应特性采用下式直接计算：$Y\left(f_l\right)={\int }_0^{\mathrm{mT}}y\left(t\right)\cos \left(2\pi f_{l}t\right)\mathrm{dt}$①其中T＝1/Δf，K₁＜l＜K₂，m为正整数；(5)计算超声波换能器在给定的频率测量范围内的频率响应特性：对Y(f_l)进行归一化得到利用进行插值运算，得到超声波换能器在给定的频率测量范围内任意频率点的频率响应特性