CN205580590U - 一种超声空化强度和超声工作频率的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于液体超声空化强度检测技术领域，提供了一种超声空化强度和超声工作频率的测量装置，该测量装置包括超声探头及测量仪表，所述超声探头的输出端连接所述测量仪表的输入端，所述超声探头包括连接杆、手柄、探头腔及传感器，所述传感器设于所述探头腔内，所述连接杆的一端连接所述探头腔，所述连接杆的另一端连接所述手柄的一端，所述传感器的数据输出线穿过连接杆及手柄与所述测量仪表的输入端连接。该装置结构简单，能够定量测量超声空化能量和超声工作频率，测量的操作简单，不需要借助仪表来表示强度，能够直接给出超声波强度数值和频率数值，测量结果准确，仪表超声强度及频率数据存储、历史曲线显示，数据上传功能。

Description

一种超声空化强度和超声工作频率的测量装置

技术领域

本实用新型属于超声测量技术领域，尤其涉及一种超声空化强度和超声工作频率的测量装置。

背景技术

现有功率超声波声声强强度的测量目前还没有一种定量化的测量仪表。对超声波的测量主要采用铝箔腐蚀法、染色法、光谱分析法等间接测量和水听器法、热敏探头发、光纤探测法等超声强度直接测量的方法。现有一种检测超声空化强度的装置与方法，该方法为采用的是一种光源与光纤的定量来检测超声空化强度的方法。

现有超声技术多采用间接测量的方法，只能定性测量不能定量测量，测量操作复杂，只能借助电压电流等来表示其强度，不能直接给出超声强度数值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超声空化强度和超声工作频率的测量装置，旨在解决上述的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种超声空化强度和超声工作频率的测量装置，该测量装置包括超声探头及测量仪表，所述超声探头的输出端连接所述测量仪表的输入端，所述超声探头包括连接杆、手柄、探头腔及传感器，所述传感器设于所述探头腔内，所述连接杆的一端连接所述探头腔，所述连接杆的另一端连接所述手柄的一端，所述传感器的数据输出线穿过连接杆及手柄与所述测量仪表的输入端连接。

本实用新型的进一步技术方案是：所述测量仪表包括频率检测单元、超声声强检测单元、微处理器、存储单元、时钟单元、显示单元、通信单元及供电单元，所述频率检测单元的输出端及超声声强检测单元的输出端分别连接所述微处理器的输入端，所述微处理器分别连接所述存储单元、时钟单元、显示单元及通信单元进行双向通信，所述供电单元分别电性连接频率检测单元、超声声强检测单元、微处理器、存储单元、时钟单元、显示单元及通信单元。

本实用新型的进一步技术方案是：所述超声声强检测单元包括电阻R14、电阻R21、运算放大器U4C、电阻R15、电阻R16、二极管D2、二极管D1、运算放大器U3A、电阻R17、电阻R18、电阻R22、运算放大器U4A、电阻R12、电阻R13、电阻R19、电阻R20、电容C11、电容C10及运算放大器U4B，所述运算放大器U4C的正输入端分别连接所述电阻R14的一端及电阻R21的一端，所述运算放大器U4C的输出端连接所述电阻R15的一端，所述运算放大器U4C的负输入端及输出端分别连接所述电阻R22的一端，所述电阻R15的另一端分别连接所述运算放大器U3A的负输入端、二极管D2的阴极及电阻R16的一端，所述运算放大器U3A的输出端分别连接所述二极管D2的阳极及二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极及所述电阻R16的另一端分别连接所述电阻R17的一端，所述运算放大器U4A的负输入端分别连接所述电阻R17的另一端、电阻R22的另一端及电阻R18的一端，所述运算放大器U4A的输出端分别连接所述电阻R18的另一端及电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端分别连接所述电阻R13的另一端及电容C10的一端，所述电阻R13的另一端分别连接所述电容C11的一端及运算放大器U4B的正输入端，所述运算放大器U4B的负输入端分别连接所述电阻R19的一端及电阻R20的一端，所述电容C10的一端、电阻R20的一端及运算放大器U4B的输出端分别连接微处理器的输入端，所述电阻R14的另一端连接所述超声探头的输出端。

本实用新型的进一步技术方案是：所述超声声强检测单元可以直接通过真有效值转换芯片实现。

本实用新型的进一步技术方案是：所述频率检测单元包括电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3、第一通频带选择控制器、运算放大器U1A、电阻R9、电阻R5、电容C8、电阻R2、电容C4、电容C5、第二通频带选择控制器、运算放大器U1B、电阻R3、电阻R6、电阻R10、电容C9、运算放大器U2A、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R4、电容C6、电容C7及第三通频带选择控制器，所述电阻R1的一端分别连接所述电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端及运算放大器U1A的正输入端，所述电容C1的另一端、电容C2的另一端及电容C3的另一端分别连接所述第一通频带选择控制器的输入端，所述运算放大器U1A的负输入端分别连接电阻R9的一端及电阻R5的一端，所述电阻R9经所述电容C8接地，所述运算放大器U1A的输出端分别连接所述电阻R5的另一端及电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端分别连接所述电容C4的一端、电容C5的一端及运算放大器U1B的正输入端，所述电容C4的另一端及电容C5的另一端分别连接所述第二频带选择控制器的输入端，所述运算放大器U1B的负输入端分别连接电阻R10的一端及电阻R6的一端，所述电阻R10的另一端经所述电容C9接地，所述运算放大器U1B的输出端分别连接所述电阻R6的另一端及电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接所述运算放大器U2A的负输入端，所述运算放大器的正输入端分别连接所述电阻R7的一端、电阻R11的一端及电阻R8的一端，所述运算放大器U2A的输出端分别连接所述电阻R8的另一端及电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端分别连接所述电容C6的一端及电容C7的一端，所述电容C6的另一端及电容C7的另一端分别连接所述第三通频带选择控制器的输入端。

本实用新型的进一步技术方案是：所述微处理器采用的是8位或16位或32位单片机或ARM嵌入式控制器。

本实用新型的进一步技术方案是：所述通信单元采用的是USB通信电路或蓝牙通信电路或RS232/RS485通信电路。

本实用新型的进一步技术方案是：所述显示单元采用彩屏液晶或单色液晶或字符液晶或数码液晶。

本实用新型的进一步技术方案是：所述存储单元采用外界Flash存储器。

本实用新型的进一步技术方案是：所述供电单元包括锂电池供电电路、负压发生电路及升压电路，所述锂电池供电电路的输出端连接所述升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接所述负压电路的输入端。

本实用新型的进一步技术方案是：所述连接杆及探头腔均采用不锈钢材料；传感器采用压电陶瓷传感器，粘接于不锈钢内壁；连接杆结构外形为直杆或者45度弯杆。

本实用新型的有益效果是：该装置结构简单，能够定量测量超声空化强度以及超声工作频率，测量的操作简单，不需要借助仪表来表示强度，能够直接给出超声波强度数值和频率数值，测量结果准确；测量数据具有记录、回放和上传功能。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的超声探头结构框图。

图2是本实用新型实施例提供的测量装置的结构框图。

图3是本实用新型实施例提供的频率检测单元的电气原理图。

图4是本实用新型实施例提供的超声声强检测单元的电气原理图。

具体实施方式

如图1-4所示，本实用新型提供的一种超声空化强度和超声工作频率的测量装置，该测量装置包括超声探头及测量仪表，所述超声探头的输出端连接所述测量仪表的输入端，所述超声探头包括连接杆、手柄、探头腔及传感器，所述传感器设于所述探头腔内，所述连接杆的一端连接所述探头腔，所述连接杆的另一端连接所述手柄的一端，所述传感器的数据输出线穿过连接杆及手柄与所述测量仪表的输入端连接。该装置结构简单，能够定量测量，测量的操作简单，不需要借助仪表来表示强度，能够直接给出超声波强度数值，成本低廉，测量结果准确。

所述测量仪表包括频率检测单元、超声声强检测单元、微处理器、存储单元、时钟单元、显示单元、通信单元及供电单元，所述频率检测单元的输出端及超声声强检测单元的输出端分别连接所述微处理器的输入端，所述微处理器分别连接所述存储单元、时钟单元、显示单元及通信单元进行双向通信，所述供电单元分别电性连接频率检测单元、超声声强检测单元、微处理器、存储单元、时钟单元、显示单元及通信单元。

所述超声声强检测单元包括电阻R14、电阻R21、运算放大器U4C、电阻R15、电阻R16、二极管D2、二极管D1、运算放大器U3A、电阻R17、电阻R18、电阻R22、运算放大器U4A、电阻R12、电阻R13、电阻R19、电阻R20、电容C11、电容C10及运算放大器U4B，所述运算放大器U4C的正输入端分别连接所述电阻R14的一端及电阻R21的一端，所述运算放大器U4C的输出端连接所述电阻R15的一端，所述运算放大器U4C的负输入端及输出端分别连接所述电阻R22的一端，所述电阻R15的另一端分别连接所述运算放大器U3A的负输入端、二极管D2的阴极及电阻R16的一端，所述运算放大器U3A的输出端分别连接所述二极管D2的阳极及二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极及所述电阻R16的另一端分别连接所述电阻R17的一端，所述运算放大器U4A的负输入端分别连接所述电阻R17的另一端、电阻R22的另一端及电阻R18的一端，所述运算放大器U4A的输出端分别连接所述电阻R18的另一端及电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端分别连接所述电阻R13的另一端及电容C10的一端，所述电阻R13的另一端分别连接所述电容C11的一端及运算放大器U4B的正输入端，所述运算放大器U4B的负输入端分别连接所述电阻R19的一端及电阻R20的一端，所述电容C10的一端、电阻R20的一端及运算放大器U4B的输出端分别连接微处理器的输入端，所述电阻R14的另一端连接所述超声探头的输出端。

所述频率检测单元包括电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3、第一通频带选择控制器、运算放大器U1A、电阻R9、电阻R5、电容C8、电阻R2、电容C4、电容C5、第二通频带选择控制器、运算放大器U1B、电阻R3、电阻R6、电阻R10、电容C9、运算放大器U2A、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R4、电容C6、电容C7及第三通频带选择控制器，所述电阻R1的一端分别连接所述电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端及运算放大器U1A的正输入端，所述电容C1的另一端、电容C2的另一端及电容C3的另一端分别连接所述第一通频带选择控制器的输入端，所述运算放大器U1A的负输入端分别连接电阻R9的一端及电阻R5的一端，所述电阻R9经所述电容C8接地，所述运算放大器U1A的输出端分别连接所述电阻R5的另一端及电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端分别连接所述电容C4的一端、电容C5的一端及运算放大器U1B的正输入端，所述电容C4的另一端及电容C5的另一端分别连接所述第二频带选择控制器的输入端，所述运算放大器U1B的负输入端分别连接电阻R10的一端及电阻R6的一端，所述电阻R10的另一端经所述电容C9接地，所述运算放大器U1B的输出端分别连接所述电阻R6的另一端及电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接所述运算放大器U2A的负输入端，所述运算放大器的正输入端分别连接所述电阻R7的一端、电阻R11的一端及电阻R8的一端，所述运算放大器U2A的输出端分别连接所述电阻R8的另一端及电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端分别连接所述电容C6的一端及电容C7的一端，所述电容C6的另一端及电容C7的另一端分别连接所述第三通频带选择控制器的输入端。

所述微处理器采用的是8位或16位或32位单片机或ARM嵌入式控制器。

所述通信单元采用的是USB通信电路或蓝牙通信电路或RS232/RS485通信电路。

所述显示单元采用彩屏液晶或单色液晶或字符液晶或数码液晶。

所述存储单元采用外界Flash存储器。

所述超声声强检测单元可以直接通过真有效值转换芯片实现。

所述供电单元包括锂电池供电电路、负压发生电路及升压电路，所述锂电池供电电路的输出端连接所述升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接所述负压电路的输入端。

所述连接杆及探头腔均采用不锈钢材料；传感器采用压电陶瓷传感器，粘接于不锈钢内壁；连接杆结构外形为直杆或者45度弯杆。

本实用新型就是克服上述不足之处，提供一种新型的超声声强测量装置。超声声强测量装置有测量探头以及测量仪表两部分组成。超声探头由不锈钢杆及不锈钢腔组成，在不锈钢腔内埋有传感器，其结构如图1所示。测量仪表由供电单元、微处理器、频率检测单元、超声声强检测单元、超声强度及超声声强曲线显示单元、存储单元以及时钟单元组成，其结构如图2所示。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声空化强度和超声工作频率的测量装置，其特征在于：该测量装置包括超声探头及测量仪表，所述超声探头的输出端连接所述测量仪表的输入端，所述超声探头包括连接杆、手柄、探头腔及传感器，所述传感器设于所述探头腔内，所述连接杆的一端连接所述探头腔，所述连接杆的另一端连接所述手柄的一端，所述传感器的数据输出线穿过连接杆及手柄与所述测量仪表的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量仪表包括频率检测单元、超声声强检测单元、微处理器、存储单元、时钟单元、显示单元、通信单元及供电单元，所述频率检测单元的输出端及超声声强检测单元的输出端分别连接所述微处理器的输入端，所述微处理器分别连接所述存储单元、时钟单元、显示单元及通信单元进行双向通信，所述供电单元分别电性连接频率检测单元、超声声强检测单元、微处理器、存储单元、时钟单元、显示单元及通信单元。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述超声声强检测单元包括电阻R14、电阻R21、运算放大器U4C、电阻R15、电阻R16、二极管D2、二极管D1、运算放大器U3A、电阻R17、电阻R18、电阻R22、运算放大器U4A、电阻R12、电阻R13、电阻R19、电阻R20、电容C11、电容C10及运算放大器U4B，所述运算放大器U4C的正输入端分别连接所述电阻R14的一端及电阻R21的一端，所述运算放大器U4C的输出端连接所述电阻R15的一端，所述运算放大器U4C的负输入端及输出端分别连接所述电阻R22的一端，所述电阻R15的另一端分别连接所述运算放大器U3A的负输入端、二极管D2的阴极及电阻R16的一端，所述运算放大器U3A的输出端分别连接所述二极管D2的阳极及二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极及所述电阻R16的另一端分别连接所述电阻R17的一端，所述运算放大器U4A的负输入端分别连接所述电阻R17的另一端、电阻R22的另一端及电阻R18的一端，所述运算放大器U4A的输出端分别连接所述电阻R18的另一端及电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端分别连接所述电阻R13的另一端及电容C10的一端，所述电阻R13的另一端分别连接所述电容C11的一端及运算放大器U4B的正输入端，所述运算放大器U4B的负输入端分别连接所述电阻R19的一端及电阻R20的一端，所述电容C10的一端、电阻R20的一端及运算放大器U4B的输出端分别连接微处理器的输入端，所述电阻R14的另一端连接所述超声探头的输出端。

4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述频率检测单元包括电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3、第一通频带选择控制器、运算放大器U1A、电阻R9、电阻R5、电容C8、电阻R2、电容C4、电容C5、第二通频带选择控制器、运算放大器U1B、电阻R3、电阻R6、电阻R10、电容C9、运算放大器U2A、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R4、电容C6、电容C7及第三通频带选择控制器，所述电阻R1的一端分别连接所述电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端及运算放大器U1A的正输入端，所述电容C1的另一端、电容C2的另一端及电容C3的另一端分别连接所述第一通频带选择控制器的输入端，所述运算放大器U1A的负输入端分别连接电阻R9的一端及电阻R5的一端，所述电阻R9经所述电容C8接地，所述运算放大器U1A的输出端分别连接所述电阻R5的另一端及电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端分别连接所述电容C4的一端、电容C5的一端及运算放大器U1B的正输入端，所述电容C4的另一端及电容C5的另一端分别连接所述的输入端，所述运算放大器U1B的负输入端分别连接电阻R10的一端及电阻R6的一端，所述电阻R10的另一端经所述电容C9接地，所述运算放大器U1B的输出端分别连接所述电阻R6的另一端及电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接所述运算放大器U2A的负输入端，所述运算放大器的正输入端分别连接所述电阻R7的一端、电阻R11的一端及电阻R8的一端，所述运算放大器U2A的输出端分别连接所述电阻R8的另一端及电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端分别连接所述电容C6的一端及电容C7的一端，所述电容C6的另一端及电容C7的另一端分别连接所述第三通频带选择控制器的输入端。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述微处理器采用的是8位或16位或32位单片机或ARM嵌入式控制器。

6.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述通信单元采用的是USB通信电路或蓝牙通信电路或RS232/RS485通信电路。

7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，所述显示单元采用彩屏液晶或单色液晶或字符液晶或数码液晶。

8.根据权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述存储单元采用外界Flash存储器。

9.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，所述供电单元包括锂电池供电电路、负压发生电路及升压电路，所述锂电池供电电路的输出端连接所述升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接所述负压电路的输入端。

10.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，所述连接杆及探头腔均采用不锈钢材料；传感器采用压电陶瓷传感器，粘接于不锈钢内壁；连接杆结构外形为直杆或者45度弯杆。