RU2593444C1 - Method and device for measuring vibrations parameters of ultrasonic waveguide tip - Google Patents

Method and device for measuring vibrations parameters of ultrasonic waveguide tip Download PDF

Info

Publication number
RU2593444C1
RU2593444C1 RU2015121826/28A RU2015121826A RU2593444C1 RU 2593444 C1 RU2593444 C1 RU 2593444C1 RU 2015121826/28 A RU2015121826/28 A RU 2015121826/28A RU 2015121826 A RU2015121826 A RU 2015121826A RU 2593444 C1 RU2593444 C1 RU 2593444C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrophone
waveguide
measuring
tip
acceleration
Prior art date
Application number
RU2015121826/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Еняков
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри")
Priority to RU2015121826/28A priority Critical patent/RU2593444C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2593444C1 publication Critical patent/RU2593444C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention can be used for measuring parameters of ultrasonic waveguide tip longitudinal vibration. This invention consists in that waveguide tip vibration acceleration is transmitted to measuring converter, converting energy of mechanical oscillations into electric signal with known by calibration results conversion factor by acceleration, transmitting said signal via cable to measuring device, measurement of said signal with its further conversion into acceleration value, wherein transmission of acceleration is performed on hydrophone with piezo ceramic element freely resting by its piezo on vibrating tip.
EFFECT: technical result is possibility of taking measurements by waveguide tip under conditions when vibration sensor securing on it is not possible.
12 cl, 5 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к виброметрии, и может быть использовано для измерения ускорения, скорости и амплитуды механических колебаний поверхностей твердых тел в диапазоне звуковых и ультразвуковых частот, в частности для измерения параметров продольных колебаний излучающей поверхности волновода в составе аппаратов, предназначенных для интенсификации технологических процессов и лечения различных заболеваний.The invention relates to the field of measuring equipment, namely to vibrometry, and can be used to measure the acceleration, speed and amplitude of mechanical vibrations of the surfaces of solids in the range of sound and ultrasonic frequencies, in particular for measuring the parameters of the longitudinal vibrations of the radiating surface of the waveguide in the apparatus intended for the intensification of technological processes and the treatment of various diseases.

Низкочастотные ультразвуковые воздействия широко используются в промышленности и здравоохранении. При этом ультразвук, генерируемый электроакустическим преобразователем (ультразвуковым, магнитострикционным и др.), подводится к месту применения (месту сварки, резания, лечения и пр.) с помощью волновода - длинного, а иногда и тонкого, прямого или криволинейного стержня постоянного или переменного сечения. Эффективность воздействия зависит от параметров ультразвуковой вибрации рабочей части (наконечника) волновода, таких как его виброускорение, виброскорость, амплитуда перемещений в обрабатываемой среде. В здравоохранении такая схема передачи ультразвукового воздействия применяется, в основном, в аппаратах для ультразвуковой контактной литотрипсии при лечении мочекаменной и желчнокаменной болезней путем фрагментации (разрушения) камней в мочеточнике, почках, желчевыводящих путях. В этих аппаратах используются жесткие или гибкие зонды, один конец которых укреплен на генераторе ультразвуковых колебаний, а другой (наконечник) контактирует с конкрементом и совершает продольные вибрации ультразвуковой частоты (как правило, 20-30 Гц), разрушая таким образом этот конкремент.Low-frequency ultrasonic treatments are widely used in industry and healthcare. In this case, the ultrasound generated by the electro-acoustic transducer (ultrasonic, magnetostrictive, etc.) is brought to the place of application (the place of welding, cutting, treatment, etc.) using a waveguide - a long, and sometimes thin, straight or curved rod of constant or variable cross section . The effectiveness of the impact depends on the parameters of the ultrasonic vibration of the working part (tip) of the waveguide, such as its vibration acceleration, vibration velocity, and the amplitude of movements in the medium being processed. In healthcare, such a scheme for transmitting ultrasonic exposure is mainly used in devices for ultrasonic contact lithotripsy in the treatment of urolithiasis and cholelithiasis by fragmentation (destruction) of stones in the ureter, kidneys, and biliary tract. These devices use rigid or flexible probes, one end of which is mounted on a generator of ultrasonic vibrations, and the other (tip) contacts the calculus and performs longitudinal vibrations of ultrasonic frequency (usually 20-30 Hz), thus destroying this calculus.

При измерении параметров вибрации таких инструментов приходится учитывать следующие особенности:When measuring the vibration parameters of such instruments, the following features must be taken into account:

1) диапазон амплитуд виброперемещений - от долей мкм до 20 мкм;1) the range of amplitudes of vibration displacements - from fractions of microns to 20 microns;

2) частота колебаний (20-30 кГц) предопределяет высокие значения виброускорений (от 100 до 1000 g);2) the oscillation frequency (20-30 kHz) determines high values of vibration acceleration (from 100 to 1000 g);

3) малые размеры колеблющейся поверхности (от 0,5 до 15 мм2) и незначительная соколеблющаяся масса торца зонда.3) the small size of the oscillating surface (from 0.5 to 15 mm 2 ) and a slight hesitating mass of the end face of the probe.

Для измерения виброперемещений, генерируемых хирургическими ультразвуковыми инструментами, стандарт МЭК [1] рекомендует использовать оптические методы: по «расплыванию» нанесенной на боковую поверхность конца зонда точки в линию (наблюдается под микроскопом) или с помощью лазерного интерферометра. Первый из этих методов не применим при измерениях малых перемещений, так как для измерения линии длиной около 1 мкм недостаточно даже предельного увеличения (x1600) оптических микроскопов. Интерференционный метод требует достаточно сложной аппаратурной реализации, а коммерчески доступные лазерные виброметры очень дороги. К тому же частотный диапазон интерференционных методов ограничен сверху частотой 20 кГц, а динамический диапазон измеряемых виброускорений недостаточен (верхний предел не более 100 g) [2].To measure vibration displacements generated by surgical ultrasonic instruments, the IEC standard [1] recommends the use of optical methods: by “spreading” the points on the lateral surface of the probe end in a line (observed under a microscope) or using a laser interferometer. The first of these methods is not applicable for measuring small displacements, since even a maximum magnification (x1600) of optical microscopes is not enough to measure a line with a length of about 1 μm. The interference method requires a rather complicated hardware implementation, and commercially available laser vibrometers are very expensive. In addition, the frequency range of interference methods is limited from above by a frequency of 20 kHz, and the dynamic range of the measured vibration accelerations is insufficient (the upper limit is not more than 100 g) [2].

Широко используемые в настоящее время методы виброизмерений с помощью вибродатчиков ориентированы, в основном, на частоты вибраций машин и механизмов (до 1000 Гц). Поэтому частотный диапазон виброметров как рабочих средств измерений обычно ограничен сверху частотой 20 кГц [2]. Однако существуют вибродатчики с более широким частотным диапазоном [3]. Учитывая малость амплитуд виброперемещений, но высокие значения виброускорений, присущих указанным выше волноводам (зондам) на частотах 20-30 кГц, для измерения параметров их вибрации целесообразно использовать виброметры с широко распространенными пьезоэлектрическими преобразователями виброускорения (пьезоакселерометрами) [3-5], отличающимися большим динамическим диапазоном, малыми габаритами и весом. Интегрируя измеряемую величину (виброускорение) по частоте, можно определить виброскорость измеряемого объекта, а после второго интегрирования - и амплитуду виброперемещений.Currently widely used methods of vibration measurements using vibration sensors are focused mainly on the vibration frequencies of machines and mechanisms (up to 1000 Hz). Therefore, the frequency range of vibrometers as working measuring instruments is usually limited from above by a frequency of 20 kHz [2]. However, there are vibration sensors with a wider frequency range [3]. Given the small amplitudes of vibration displacements, but the high values of vibration accelerations inherent in the above waveguides (probes) at frequencies of 20-30 kHz, it is advisable to use vibrometers with widely used piezoelectric acceleration transducers (piezo accelerometers) [3-5] to measure their vibration parameters [3-5], characterized by a large dynamic range, small size and weight. By integrating the measured value (vibration acceleration) over the frequency, it is possible to determine the vibration velocity of the measured object, and after the second integration, the amplitude of the vibration displacements.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство для измерения виброускорения, описанное в [5 (рис. 36 и 40)] и принятое за прототип. Это устройство состоит из первичного измерительного преобразователя (акселерометра), согласующего усилителя, регистрирующего устройства (или измерительного прибора). Измерительный преобразователь состоит из двух пьезокерамических элементов в форме шайб, установленных между корпусом (основанием) и инерционной массой, упругоподжатой к паре пьезоэлементов винтом. В основании преобразователя имеется резьбовое отверстие для его установки на измеряемую (вибрирующую) поверхность с помощью шпильки.The closest in technical essence to the proposed technical solution is a device for measuring vibration acceleration described in [5 (Fig. 36 and 40)] and taken as a prototype. This device consists of a primary measuring transducer (accelerometer), matching amplifier, recording device (or measuring device). The measuring transducer consists of two piezoceramic elements in the form of washers mounted between the body (base) and the inertial mass, elastically pressed against the pair of piezoelectric elements by a screw. At the base of the transducer there is a threaded hole for mounting it on a measured (vibrating) surface using a stud.

Однако способу и устройству для измерения виброускорений, принятому за прототип, присущи следующие недостатки:However, the method and device for measuring vibration acceleration, adopted as a prototype, has the following disadvantages:

1) необходимость жесткого крепления пьезоакселерометра на измеряемом объекте, что в идеале требует наличия на последнем резьбового отверстия под шпильку, а также плоской гладкой поверхности, по площади, совпадающей с посадочной площадью основания акселерометра. Для испытаний волноводов круглого сечения диаметром 0,8-4 мм (типичные зонды аппаратов для контактной литотрипсии) с плоским, выпуклым или вогнутым торцом такое требование невыполнимо;1) the need for rigid mounting of the piezo-accelerometer on the measured object, which ideally requires the presence of a threaded hole for the pin on the latter, as well as a flat smooth surface, in the area coinciding with the landing area of the base of the accelerometer. For testing circular waveguides with a diameter of 0.8-4 mm (typical probes for contact lithotripsy devices) with a flat, convex or concave end, this requirement is not feasible;

2) использование других способов крепления акселерометра на испытуемом объекте (посадка на воск, использование магнитной накладки и пр. [5]) практически невозможно из-за малости размеров волновода и применения немагнитного материала (нержавеющая сталь), из которой он обычно сделан;2) the use of other methods of attaching the accelerometer to the test object (waxing, using a magnetic pad, etc. [5]) is almost impossible due to the small size of the waveguide and the use of non-magnetic material (stainless steel), from which it is usually made;

3) масса акселерометра, укрепляемого на измеряемом объекте, должна быть существенно меньше массы волновода, чтобы не вносить искажения в его виброхарактеристики, свойственные волноводу при работе по прямому назначению. Такое требование не всегда выполнимо.3) the mass of the accelerometer mounted on the measured object should be significantly less than the mass of the waveguide, so as not to introduce distortions in its vibration characteristics inherent to the waveguide when working for its intended purpose. Such a requirement is not always feasible.

Техническим эффектом, получаемым от внедрения изобретения, является обеспечение возможности проведения измерений виброускорения наконечника волновода в условиях, когда закрепление на нем вибродатчика не представляется возможным. Данный технический результат достигается за счет того, что вместо пьезоэлектрического вибродатчика, применяемого в прототипе, используют пьезоэлектрический гидрофон, покрытый эластичным полимерным материалом (модуль упругости не более 1 ГПа). При этом акустический контакт между наконечником волновода и пьезоэлементом гидрофона осуществляется не путем жесткого закрепления основания вибродатчика на волноводе (как в прототипе), а прохождением ультразвуковой волны через звукопрозрачное покрытие пьезоэлемента и вдавливанием гидрофона в торец волновода дозированной нагрузкой, определяемой массой гидрофона. Масса гидрофона и упругость полимерного покрытия пьезоэлемента должны быть такими, чтобы обеспечить контакт по всей поверхности торца наконечника волновода. Расчетное значение ε относительного сжатия эластичного покрытия, определяемого какThe technical effect obtained from the implementation of the invention is to enable the measurement of vibration acceleration of the tip of the waveguide under conditions where it is not possible to fix the vibration sensor on it. This technical result is achieved due to the fact that instead of the piezoelectric vibration sensor used in the prototype, a piezoelectric hydrophone coated with an elastic polymer material (elastic modulus of not more than 1 GPa) is used. In this case, the acoustic contact between the tip of the waveguide and the piezoelectric element of the hydrophone is carried out not by rigidly fixing the base of the vibration sensor to the waveguide (as in the prototype), but by passing an ultrasonic wave through the soundproof coating of the piezoelectric element and pressing the hydrophone into the end of the waveguide with a measured load determined by the mass of the hydrophone. The mass of the hydrophone and the elasticity of the polymer coating of the piezoelectric element must be such as to ensure contact over the entire surface of the end face of the tip of the waveguide. The calculated value ε of the relative compression of the elastic coating, defined as

ε=mгg/(Sв·Ег),ε = m g g / (S in · E g ),

где mг - масса гидрофона;where m g is the mass of the hydrophone;

g - ускорение свободного падения (g=9,8 м/с2);g is the acceleration of gravity (g = 9.8 m / s 2 );

Sв - площадь торца волновода;S in - the surface area of the waveguide;

E г ( = ρ с з в 2 )

Figure 00000001
- модуль упругости материала полимерного покрытия (ρ - плотность материала, сзв - скорость звука в нем), должно быть не менее 0,015%. E g ( = ρ from s at 2 )
Figure 00000001
- the modulus of elasticity of the material of the polymer coating (ρ is the density of the material, with sv is the speed of sound in it) should be at least 0.015%.

Гидрофон устанавливают на измеряемый объект вертикально и соосно с ним.The hydrophone is mounted vertically and coaxially with the measured object.

В качестве чувствительного элемента в гидрофоне использована сферическая пьезокерамическая оболочка, установленная на эластичной (резиновой) ножке и не соприкасающаяся с какими-либо твердыми (например, металлическими) конструктивными элементами, создающими дополнительные вибрационные помехи. Таким образом, ультразвуковая волна от торца волновода беспрепятственно проходит через звукопрозрачное покрытие пьезоэлемента и оказывает на него локальное вибрационное воздействие. Дополнительным преимуществом этого решения является и то, что ультразвуковые вибрации воздействуют не на жесткое основание датчика (как в прототипе), а на эластичное покрытие пьезоэлемента. В гидрофоне такое покрытие по удельному акустическому импедансу практически совпадает с импедансом воды, а значит и с импедансом рабочей среды для большинства применений (например, медицинских) ультразвуковых волноводов. Поэтому предложенным способом измеряют ультразвуковые вибрации волновода практически в рабочих условиях его применения.As a sensitive element in the hydrophone, a spherical piezoceramic shell mounted on an elastic (rubber) leg and not in contact with any solid (for example, metal) structural elements that create additional vibrational interference is used. Thus, the ultrasonic wave from the end of the waveguide freely passes through the sound-transparent coating of the piezoelectric element and exerts a local vibrational effect on it. An additional advantage of this solution is the fact that ultrasonic vibrations act not on the rigid base of the sensor (as in the prototype), but on the elastic coating of the piezoelectric element. In a hydrophone, such a coating in terms of specific acoustic impedance practically coincides with the impedance of water, and therefore with the impedance of the working medium for most applications (for example, medical) of ultrasonic waveguides. Therefore, the proposed method measures the ultrasonic vibrations of the waveguide practically in the operating conditions of its application.

Калибровку гидрофона (определение его чувствительности по напряжению к ускорению, передаваемому на пьезоэлемент при локальном приложении к нему продольных вибраций наконечника волновода) определяют с помощью стандартного (эталонного) вибростенда, в столе которого укреплена (с помощью стандартного резьбового соединения) насадка, идентичная по форме наконечнику волновода. При калибровке гидрофон поджимают к насадке с тем же усилием и в том же месте, что и при измерениях виброускорения на волноводе. На Фиг. 1 показана схема установки гидрофона при измерении вибраций волновода и при калибровке гидрофона на вибростенде.Calibration of the hydrophone (determining its sensitivity to voltage to acceleration transmitted to the piezoelectric element when the longitudinal vibrations of the waveguide tip is applied locally to it) is determined using a standard (reference) vibration bench, in the table of which a nozzle is fixed (using a standard threaded connection), identical in shape to the tip waveguide. During calibration, the hydrophone is pressed against the nozzle with the same force and in the same place as when measuring vibration acceleration on the waveguide. In FIG. 1 shows a diagram of the installation of a hydrophone when measuring vibrations of a waveguide and when calibrating a hydrophone on a vibration stand.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для измерения параметров вибрации наконечника ультразвукового волновода, содержащем измерительный преобразователь, преобразующий энергию механических колебаний в электрический сигнал с известным по результатам калибровки коэффициентом преобразования по ускорению, в качестве измерительного преобразователя использован гидрофон с пьезокерамическим элементом в виде сферической оболочки.The technical result is achieved due to the fact that in the device for measuring the vibration parameters of the tip of an ultrasonic waveguide containing a measuring transducer that converts the energy of mechanical vibrations into an electrical signal with a known acceleration conversion coefficient, a hydrophone with a piezoceramic element is used as a measuring transducer in the form spherical shell.

Сферическая пьезокерамическая оболочка установлена на эластичной (резиновой) ножке и не соприкасается с какими-либо твердыми (например, металлическими) конструктивными элементами, создающими дополнительные вибрационные помехи.The spherical piezoceramic shell is mounted on an elastic (rubber) leg and does not come into contact with any solid (for example, metal) structural elements that create additional vibrational noise.

Пьезоэлемент имеет эластичное полимерное покрытие, упругодеформируемое под весом гидрофона, установленного на наконечнике волновода.The piezoelectric element has an elastic polymer coating, elastically deformable under the weight of the hydrophone mounted on the tip of the waveguide.

Полимерное покрытие пьезоэлемента имеет удельный акустический импеданс, близкий к импедансу воды.The polymer coating of the piezoelectric element has a specific acoustic impedance close to the impedance of water.

Может содержать штатив с держателем, обеспечивающим свободное без люфта перемещение гидрофона под собственным весом в вертикальном направлении.May contain a tripod with a holder that provides free movement without the play of the hydrophone under its own weight in the vertical direction.

Также может содержать штатив с шарнирным приспособлением для точной установки измеряемого объекта (наконечника волновода) в вертикальное положение.It may also contain a tripod with a hinged device for the exact installation of the measured object (the tip of the waveguide) in a vertical position.

Для создания идентичных условий при измерении объекта и калибровки гидрофона может иметь специальную насадку, идентичную по форме и материалу наконечнику волновода. Для жесткого закрепления насадки на вибростенде она имеет внешнюю резьбу, соответствующую внутренней резьбе стола используемого вибростенда.To create identical conditions when measuring an object and calibrating the hydrophone, it can have a special nozzle that is identical in shape and material to the tip of the waveguide. For rigid attachment of the nozzle to the vibration stand, it has an external thread corresponding to the internal thread of the table of the used vibration stand.

Изобретения поясняются чертежами и фотографиями:The invention is illustrated by drawings and photographs:

На Фиг. 1 - схема расположения гидрофона при измерении виброускорения волновода (а) и при калибровке гидрофона (б);In FIG. 1 - layout of the hydrophone when measuring the vibration acceleration of the waveguide (a) and when calibrating the hydrophone (b);

На Фиг. 2 - схема стенда для измерения виброускорений волновода;In FIG. 2 is a diagram of a stand for measuring vibration acceleration of a waveguide;

На Фиг. 3 - изображение контактного ультразвукового литотриптера;In FIG. 3 is an image of a contact ultrasound lithotripter;

На Фиг. 4 - изображение размещения гидрофона на торце зонда;In FIG. 4 - image of the placement of the hydrophone at the end of the probe;

На Фиг. 5 - изображение измерения сигнала на выходе гидрофона с помощью осциллографа.In FIG. 5 is a measurement image of a signal at the output of a hydrophone using an oscilloscope.

На Фиг. 1 показана схема расположения гидрофона при измерении виброускорения волновода (а) и при калибровке гидрофона (б), где гидрофон 1 со сферическим пьезоэлементом 2, установленным на эластичной (резиновой) ножке (на схеме не показана), имеет упругое покрытие 3 пьезоэлемента. При выполнении измерений (Фиг. 1а)) гидрофон 1 установлен на рабочую часть (наконечник) волновода 4 вертикально и соосно с ним. При выполнении калибровки (Фиг. 1б)) к столу 5 вибростенда посредством резьбового соединения 6 жестко закреплена специальная насадка 7, по форме и материалу идентичная наконечнику волновода. Направление вибраций 8 изображено на схеме.In FIG. 1 shows the layout of the hydrophone when measuring the vibration acceleration of the waveguide (a) and when calibrating the hydrophone (b), where the hydrophone 1 with a spherical piezoelectric element 2 mounted on an elastic (rubber) leg (not shown in the diagram) has an elastic coating 3 of the piezoelectric element. When performing measurements (Fig. 1A)), the hydrophone 1 is mounted vertically and coaxially with the working part (tip) of the waveguide 4. When performing calibration (Fig. 1b)), a special nozzle 7 is rigidly fixed to the vibrating table table 5 by means of a threaded connection 6, identical in shape and material to the tip of the waveguide. The direction of vibration 8 is shown in the diagram.

Предложенный способ реализован в устройстве, схематично показанном на Фиг. 2. В этой схеме гидрофон 1 со сферическим пьезоэлементом располагается вертикально на штативе 9 в держателе 10 так, что он может свободно перемещаться по вертикали. Пьезоэлемент гидрофона, покрытый эластичным материалом, опирается на торец волновода 4, передающего ультразвуковые вибрации от излучателя 11, возбуждаемого от генератора 12. Ультразвуковой излучатель 11 с волноводом 4 закреплены на штативе с шарниром 13 так, чтобы обеспечить вертикальное (и соосное относительно гидрофона) положение наконечника волновода. Собственный вес гидрофона (масса около 0,3 кг) обеспечивает постоянное усилие сжатия полимерного покрытия пьезоэлемента и стабильность акустического контакта между торцом волновода и пьезоэлементом гидрофона. Сигнал с гидрофона 1 измеряют с помощью цифрового осциллографа 14.The proposed method is implemented in the device schematically shown in FIG. 2. In this scheme, the hydrophone 1 with a spherical piezoelectric element is located vertically on a tripod 9 in the holder 10 so that it can freely move vertically. The hydrophone piezoelectric element coated with an elastic material rests on the end of the waveguide 4, which transmits ultrasonic vibrations from the emitter 11 excited from the generator 12. The ultrasonic emitter 11 with the waveguide 4 is mounted on a tripod with a hinge 13 so as to provide a vertical (and coaxial relative to the hydrophone) position of the tip waveguide. Own weight of the hydrophone (weight about 0.3 kg) provides a constant compression force of the polymer coating of the piezoelectric element and the stability of the acoustic contact between the end of the waveguide and the piezoelectric element of the hydrophone. The signal from the hydrophone 1 is measured using a digital oscilloscope 14.

Для преобразования значений напряжения на выходе гидрофона в параметры вибрации на торце волновода гидрофон необходимо откалибровать. Гидрофон, как средство измерения, преобразует акустическое давление, действующее на него в воде, в электрический сигнал, и это давление воспринимается всей сферической оболочкой активного элемента независимо от направления приема акустического сигнала, так как длина акустической волны в воде (6 см на 25 кГц) существенно больше размеров пьезоэлемента (диаметр не более 10 мм). Поэтому калибровку гидрофона для его работы по прямому назначению осуществляют в воде при воздействии на него акустической волны существенно большей длины, чем размеры активного элемента, - и это будет калибровка по акустическому давлению.To convert the voltage values at the output of the hydrophone into the vibration parameters at the end of the waveguide, the hydrophone must be calibrated. The hydrophone, as a means of measurement, converts the acoustic pressure acting on it in water into an electrical signal, and this pressure is perceived by the entire spherical shell of the active element, regardless of the direction of reception of the acoustic signal, since the length of the acoustic wave in water (6 cm at 25 kHz) significantly larger than the size of the piezoelectric element (diameter of not more than 10 mm). Therefore, the calibration of the hydrophone for its intended purpose is carried out in water when an acoustic wave is exposed to it of a significantly longer length than the dimensions of the active element, and this will be a calibration by acoustic pressure.

В нашем же случае гидрофон работает иным способом: он воспринимает только локальные воздействия от вибрации наконечника волновода на определенном участке активного элемента, и здесь речь идет о воздействии переменной силы только на этот участок. Такое воздействие принято характеризовать ускорением. Чтобы откалибровать гидрофон по виброускорению, его следует установить на аттестованный вибростенд, воздействующий на активный элемент гидрофона тем же самым способом, что и испытуемый волновод. Для калибровки гидрофона на эталонном вибростенде, воспроизводящем заданные значения виброускорения в требуемом диапазоне частот, следует изготовить специальную насадку, точно воспроизводящую форму и материал наконечника волновода. Задняя часть насадки должна иметь резьбу для ее жесткого крепления на столе вибростенда.In our case, the hydrophone works in a different way: it perceives only local effects from vibration of the waveguide tip in a certain area of the active element, and here we are talking about the impact of a variable force only on this area. Such an effect is usually characterized by acceleration. In order to calibrate the hydrophone by vibration acceleration, it should be installed on a certified vibrostand acting on the active element of the hydrophone in the same way as the waveguide under test. To calibrate the hydrophone on a standard vibration bench that reproduces the specified values of vibration acceleration in the required frequency range, a special nozzle should be made that accurately reproduces the shape and material of the waveguide tip. The back of the nozzle must have a thread for its rigid fastening on the table of the vibrating stand.

Измерения параметров вибрации волновода выполняют следующим образом:Measurement of the parameters of the waveguide vibration is performed as follows:

1) устанавливают излучатель 11 с волноводом 4 на штативе с шарниром 13 так, чтобы рабочая часть волновода находилась в строго вертикальном положении;1) install the emitter 11 with the waveguide 4 on a tripod with a hinge 13 so that the working part of the waveguide is in a strictly vertical position;

2) над верхним концом волновода на штативе 9 устанавливают гидрофон 1 в держателе 10 так, чтобы его ось совпадала с осью верхней части волновода, а сам гидрофон мог свободно перемещаться по вертикали в держателе и упираться пьезоэлементом в наконечник волновода;2) above the upper end of the waveguide on a tripod 9, a hydrophone 1 is installed in the holder 10 so that its axis coincides with the axis of the upper part of the waveguide, and the hydrophone itself can freely move vertically in the holder and rest against the tip of the waveguide with a piezoelectric element;

3) торец волновода смазывают тонким слоем консистентной смазки;3) the end of the waveguide is lubricated with a thin layer of grease;

4) выходной разъем кабеля гидрофона подключают ко входу цифрового осциллографа 14;4) the output connector of the hydrophone cable is connected to the input of the digital oscilloscope 14;

5) включают генератор 12 возбуждения излучателя с заданной частотой f и мощностью и измеряют по осциллографу 14 среднеквадратическое (эффективное) напряжение Uг-в на выходе гидрофона на заданной частоте гармонических колебаний волновода;5) turn on the emitter excitation generator 12 with a given frequency f and power and measure the rms (effective) voltage U d at the output of the hydrophone at a given frequency of harmonic oscillations of the waveguide using an oscilloscope 14;

6) с помощью резьбового соединения укрепляют на столе эталонного вибростола насадку 7 (см. Фиг. 1), точно воспроизводящую форму и материал наконечника волновода;6) with the help of a threaded connection, the nozzle 7 is fixed on the table of the reference vibrating table (see Fig. 1), which accurately reproduces the shape and material of the waveguide tip;

7) с помощью штатива 9 устанавливают гидрофон над вибростендом так, чтобы его ось совпадала с осью насадки, а пьезоэлемент упирался в ее торец (см. Фиг. 1);7) using a tripod 9, set the hydrophone over the vibrating stand so that its axis coincides with the axis of the nozzle, and the piezoelectric element abuts against its end face (see Fig. 1);

8) выходной разъем кабеля гидрофона подключают к входу цифрового осциллографа;8) the output connector of the hydrophone cable is connected to the input of a digital oscilloscope;

9) устанавливают на вибростенде заданную частоту f колебаний и регулируют амплитуду его колебаний так, чтобы сигнал на выходе гидрофона был равным значению Uг-в;9) set the vibration frequency setpoint f on the vibrating stand and adjust the amplitude of its vibrations so that the signal at the output of the hydrophone is equal to the value of U g-in ;

10) записывают амплитуду виброускорения ав, которую воспроизводит вибростенд при среднеквадратичном напряжении Uг-в на выходе гидрофона. Эта амплитуда и будет искомым значением виброускорения колебаний торца волновода;10) record the amplitude of vibration acceleration a in, which reproduces the vibration stand at the rms voltage U g in the output of the hydrophone. This amplitude will be the desired value of vibration acceleration of the waveguide end vibrations;

11) интегрируя измеренное значение виброускорения по частоте f, можно определить амплитуду виброскорости измеряемого объекта как νв=a в/(2πf), а после второго интегрирования - и амплитуду виброперемещений как r=a в/(2πf)2.11) integrating the measured value of vibration acceleration over the frequency f, it is possible to determine the amplitude of the vibration velocity of the measured object as ν in = a in / (2πf), and after the second integration, the amplitude of vibration displacement as r = a in / (2πf) 2 .

Апробация изобретенияTesting of the invention

Предлагаемый способ и устройство измерения параметров вибрации были апробированы при испытаниях контактного ультразвукового литотриптера для разрушения камней в общем желчном протоке [6]. Авторами [6] был создан литотриптер, волновод которого представляет собой металлический стержень из нержавеющей стали, общей длиной 400 мм, с радиально изогнутой нерабочей частью на 40°, диаметром 6 мм, конусовидно переходящий в рабочую часть волновода, предназначенную для введения в просвет холедоха, длиной около 60 мм и диаметром 4 мм (см. Фиг. 3). При помощи резьбового соединения волновод соединяется с ультразвуковым преобразователем, на который поступает сигнал от генератора ультразвуковых колебаний. Ультразвуковой генератор предназначен для преобразования тока промышленной частоты (50 Гц) в ток с частотой в диапазоне 17÷30 кГц и служит источником питания ультразвукового преобразователя магнитострикционного типа.The proposed method and device for measuring vibration parameters were tested during testing of a contact ultrasonic lithotripter for the destruction of stones in the common bile duct [6]. The authors of [6] created a lithotripter, the waveguide of which is a metal rod made of stainless steel, with a total length of 400 mm, with a radially curved inoperative part of 40 °, a diameter of 6 mm, which conically passes into the working part of the waveguide, intended for introduction into the lumen of the choledoch, about 60 mm long and 4 mm in diameter (see Fig. 3). Using a threaded connection, the waveguide is connected to an ultrasonic transducer, which receives a signal from an ultrasonic oscillation generator. The ultrasonic generator is designed to convert industrial-frequency current (50 Hz) to a current with a frequency in the range of 17-30 kHz and serves as a power source for the ultrasonic transducer of magnetostrictive type.

Для реализации предложенной методики был выбран гидрофон с активным элементом в виде полой сферы диаметром 10 мм из пьезокерамики ЦТС-19, покрытый мягким полиуретановым компаундом (толщина покрытия 2 мм). Верхняя частота рабочего диапазона гидрофона - 160 кГц. Масса гидрофона (без кабеля) - около 300 г, что оказалось достаточным для создания устойчивого акустического контакта активного элемента с торцом испытуемого зонда. При измерениях гидрофон устанавливался на штатив в специальный держатель, позволяющий гидрофону свободно перемещаться в вертикальном направлении до соприкосновения с наконечником волновода (см. Фиг. 4а)). УЗ преобразователь устанавливался на штатив с узлом поворота, обеспечивающим юстировку конца волновода по вертикали (см. Фиг. 4б)). Волновод не касался каких-либо посторонних предметов.To implement the proposed methodology, a hydrophone with an active element in the form of a hollow sphere with a diameter of 10 mm made of PZT-19 piezoceramics coated with a soft polyurethane compound (coating thickness 2 mm) was chosen. The upper frequency of the working range of the hydrophone is 160 kHz. The mass of the hydrophone (without cable) is about 300 g, which was sufficient to create a stable acoustic contact between the active element and the end face of the probe under test. During measurements, the hydrophone was mounted on a tripod in a special holder that allows the hydrophone to move freely in the vertical direction until it contacts the tip of the waveguide (see Fig. 4a)). The ultrasonic transducer was mounted on a tripod with a rotation unit providing vertical alignment of the waveguide end (see Fig. 4b). The waveguide did not touch any foreign objects.

Сигнал с гидрофона измерялся цифровым запоминающим осциллографом GDS-820С (полоса частот - до 150 МГц). При устойчивом захвате сигнала осциллографом изображение замораживалось (нажатием кнопки СТОП) и с экрана осциллографа записывались индицируемые им пиковые (pick-to-pick) и средние квадратические (rms) значения измеренных напряжений на гидрофоне, а также значения частоты f (см. Фиг. 5). Затем осциллограф переводился в режим измерений (нажатием кнопки ПУСК) и вновь проводились измерения. Измерения, для которых не был идентифицирован какой-либо из приведенных выше параметров (Up-p, Urms или F), не засчитывались. Для оценки повторяемости результатов было проведено 10 замеров, после которых была произведена переустановка гидрофона и были повторены еще 10 измерений.The signal from the hydrophone was measured with a GDS-820C digital storage oscilloscope (frequency band - up to 150 MHz). With stable capture of the signal by the oscilloscope, the image was frozen (by pressing the STOP button) and the peak (rms) values of the measured voltages on the hydrophone, as well as the frequency values f (see Fig. 5), indicated by them, were recorded from the oscilloscope screen ) Then the oscilloscope was switched to the measurement mode (by pressing the START button) and measurements were again taken. Measurements for which any of the above parameters (U pp , U rms or F) were not identified were not counted. To assess the repeatability of the results, 10 measurements were carried out, after which the hydrophone was reinstalled and another 10 measurements were repeated.

Результаты этих измерений показаны в табл.1.The results of these measurements are shown in table 1.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Представленные в табл. 1 результаты обработки данных измерений показали достаточно высокую сходимость результатов: среднее квадратическое отклонение оценки измеряемых величин напряжения не превышает 4%, а частоты - 0,5%.Presented in the table. 1, the results of processing the measurement data showed a rather high convergence of the results: the standard deviation of the estimate of the measured voltage does not exceed 4%, and the frequency - 0.5%.

Несмотря на то что разброс результатов измерения пиковых (pick-to-pick) значений напряжения несколько ниже, чем средних квадратических (rms), рекомендуется все же измерять средние квадратические значения напряжения, так как они более устойчивы к искажениям волновой формы сигнала, вызванным электромагнитными наводками и шумовыми воздействиями на измерительную цепь.Despite the fact that the spread in the results of measuring peak-to-pick voltage values is somewhat lower than the rms average, it is recommended to measure the mean square voltage values, since they are more resistant to distortion of the waveform caused by electromagnetic interference and noise effects on the measuring circuit.

Калибровка используемого гидрофона (ГИ-10 зав. №045) была проведена на эталоне 2-го разряда во ФГУП «ВНИИФТРИ». Верхняя рабочая частота эталона - 30 кГц. В условиях нагружения гидрофона, показанных на Фиг. 1б), коэффициент чувствительности по ускорению а на частоте 26,5 кГц составилCalibration of the used hydrophone (GI-10 plant No. 045) was carried out on the standard of the 2nd category at FSUE VNIIFTRI. The upper working frequency of the standard is 30 kHz. Under the hydrophone loading conditions shown in FIG. 1b), the acceleration sensitivity coefficient a at a frequency of 26.5 kHz was

Ka=Urms/a=0,01 мВ м-1с2.K a = U rms / a = 0.01 mV m -1 s 2 .

При этом линейность отклика гидрофона в диапазоне выходных напряжений от 10 до 100 мВ (rms) не хуже ±2%.Moreover, the linearity of the response of the hydrophone in the range of output voltages from 10 to 100 mV (rms) is not worse than ± 2%.

Отсюда и из табл. 1 можно найти основной выходной параметр вибрационного воздействия волновода - амплитуду ускорения на его торцеFrom here and from table. 1 you can find the main output parameter of the vibrational effect of the waveguide - the acceleration amplitude at its end

Figure 00000005
Figure 00000005

Для синусоидальных вибраций такое ускорение на частоте f=26,5 кГц (см. таблицу) соответствует размаху перемещений, равному 2а з/(2πF)2=0,81 мкм.For sinusoidal vibrations, such an acceleration at a frequency f = 26.5 kHz (see table) corresponds to a range of displacements of 2 a s / (2πF) 2 = 0.81 μm.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. IEC 61847:1998 Ultrasonics - Surgical systems - Measurement and declaration of the basic output characteristics.1. IEC 61847: 1998 Ultrasonics - Surgical systems - Measurement and declaration of the basic output characteristics.

2. ГОСТ P 8.800-2012. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений виброперемещения, виброскорости и виброускорения в диапазоне частот от 1·10-1 до 2·104 Гц.2. GOST P 8.800-2012. State system for ensuring the uniformity of measurements. State verification scheme for measuring instruments for vibration displacement, vibration velocity and acceleration in the frequency range from 1 · 10 -1 to 2 · 10 4 Hz.

3. J.T. Broch. Mechanical Vibration and Shock Measurements, Изд. фирмы Brtiel & Kjasr, 1984. ISBN 8787355345.3. J.T. Broch Mechanical Vibration and Shock Measurements, Ed. Brtiel & Kjasr, 1984. ISBN 8787355345.

4. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара. Под ред. В.В. Клюева, М., «Машиностроение», 1978 г.4. Devices and systems for measuring vibration, noise and shock. Ed. V.V. Klyueva, M., "Engineering", 1978

5. B.C. Шкаликов и др. Измерение параметров вибрации и удара, М., Изд. Стандартов, 1980 г.5. B.C. Shkalikov et al. Measurement of vibration and shock parameters, M., Ed. Standards, 1980

6. Е.В. Размахнин, С.Л. Лобанов, Б.С. Хышиктуев. Контактная ультразвуковая литотрипсия в просвете общего желчного протока, Вестник экспериментальной и клинической хирургии, том VII, №2, 2014, с. 159-164.6. E.V. Razmakhnin, S.L. Lobanov, B.S. Khyshiktuev. Contact ultrasound lithotripsy in the lumen of the common bile duct, Bulletin of Experimental and Clinical Surgery, Volume VII, No. 2, 2014, p. 159-164.

Claims (12)

1. Способ измерения параметров продольной вибрации наконечника ультразвукового волновода, заключающийся в передаче виброускорения наконечника волновода на измерительный преобразователь, преобразующий энергию механических колебаний в электрический сигнал с известным по результатам калибровки коэффициентом преобразования по ускорению, передаче этого сигнала по кабелю к измерительному прибору, измерении этого сигнала с последующим его пересчетом в величину ускорения, отличающийся тем, что передача ускорения осуществляется на гидрофон с пьезокерамическим элементом, свободно опирающийся своим пьезоэлементом на вибрирующий наконечник.1. The method of measuring the longitudinal vibration parameters of the tip of the ultrasonic waveguide, which consists in transmitting vibration acceleration of the tip of the waveguide to a measuring transducer that converts the energy of mechanical vibrations into an electrical signal with the acceleration conversion coefficient known from the calibration results, transmitting this signal via cable to the measuring device, measuring this signal with its subsequent conversion into the value of acceleration, characterized in that the transmission of acceleration is carried out on hydro it is a piezoceramic element, freely based on its piezo vibrating tip. 2. Способ измерения по п. 1, отличающийся тем, что гидрофон устанавливают на измеряемый объект вертикально и соосно с ним.2. The measurement method according to p. 1, characterized in that the hydrophone is mounted vertically and coaxially with the measured object. 3. Способ измерения по п. 1, отличающийся тем, что акустический контакт гидрофона с измеряемым объектом осуществляется под действием веса гидрофона на эластичное полимерное покрытие пьезоэлемента гидрофона, причем расчетное значение относительного сжатия ε эластичного покрытия, определяемое как
ε=mгg/(Sв·Ег),
где mг - масса гидрофона;
g - ускорение свободного падения (g=9,8 м/с2);
Sв - площадь торца волновода;
Ег ( = ρ c з в 2 )
Figure 00000006
- модуль упругости материала полимерного покрытия (ρ - плотность материала, cзв - скорость звука в нем),
должно быть не менее 0,015%.
3. The measurement method according to claim 1, characterized in that the acoustic contact of the hydrophone with the measured object is carried out under the action of the weight of the hydrophone on the elastic polymer coating of the hydrophone piezoelectric element, the calculated value of the relative compression ε of the elastic coating, defined as
ε = m g g / (S · E in g)
where m g is the mass of the hydrophone;
g is the acceleration of gravity (g = 9.8 m / s 2 );
S in - the surface area of the waveguide;
E r ( = ρ c s at 2 )
Figure 00000006
- the elastic modulus of the material of the polymer coating (ρ is the density of the material, c sv is the speed of sound in it),
must be at least 0.015%.
4. Способ измерения по п. 1, отличающийся тем, что используемый в качестве измерительного преобразователя гидрофон калибруют на эталонном вибростенде, устанавливая гидрофон на насадку, имитирующую наконечник волновода.4. The measurement method according to p. 1, characterized in that the hydrophone used as a measuring transducer is calibrated on a standard vibrating stand, installing the hydrophone on a nozzle simulating the tip of the waveguide. 5. Устройство, реализующее способ измерения по п. 1, содержащее измерительный преобразователь, преобразующий энергию механических колебаний в электрический сигнал с известным по результатам калибровки коэффициентом преобразования по ускорению, отличающееся тем, что в качестве измерительного преобразователя использован гидрофон с пьезокерамическим элементом в виде сферической оболочки.5. A device that implements the measuring method according to claim 1, comprising a measuring transducer that converts the energy of mechanical vibrations into an electrical signal with an acceleration conversion coefficient known from the calibration results, characterized in that a hydrophone with a piezoceramic element in the form of a spherical shell is used as a measuring transducer . 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что сферическая пьезокерамическая оболочка гидрофона установлена на эластичной (резиновой) ножке и не соприкасается с какими-либо твердыми (например, металлическими) конструктивными элементами, создающими дополнительные вибрационные помехи.6. The device according to claim 5, characterized in that the spherical piezoceramic shell of the hydrophone is mounted on an elastic (rubber) leg and does not come into contact with any solid (eg, metal) structural elements that create additional vibrational noise. 7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что пьезокерамический элемент гидрофона имеет эластичное полимерное покрытие, упругодеформируемое под весом гидрофона, установленного на наконечнике волновода.7. The device according to p. 5, characterized in that the piezoceramic element of the hydrophone has an elastic polymer coating, elastically deformable under the weight of the hydrophone mounted on the tip of the waveguide. 8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что полимерное покрытие пьезокерамического элемента гидрофона имеет удельный акустический импеданс, близкий к импедансу воды.8. The device according to claim 7, characterized in that the polymer coating of the piezoelectric ceramic element of the hydrophone has a specific acoustic impedance close to the impedance of water. 9. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что содержит штатив с держателем, обеспечивающим свободное без люфта перемещение гидрофона под собственным весом в вертикальном направлении.9. The device according to p. 5, characterized in that it contains a tripod with a holder that provides free movement without the play of the hydrophone under its own weight in the vertical direction. 10. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что содержит штатив с шарнирным приспособлением для точной установки измеряемого объекта (наконечника волновода) в вертикальное положение.10. The device according to p. 5, characterized in that it contains a tripod with a hinged device for accurate installation of the measured object (the tip of the waveguide) in a vertical position. 11. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что для создания идентичных условий при измерении объекта и калибровки гидрофона имеет специальную насадку, идентичную по форме и материалу наконечнику волновода.11. The device according to claim 5, characterized in that for creating identical conditions when measuring the object and calibrating the hydrophone has a special nozzle that is identical in shape and material to the tip of the waveguide. 12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что для жесткого закрепления насадки на вибростенде она имеет внешнюю резьбу, соответствующую внутренней резьбе стола используемого вибростенда. 12. The device according to p. 11, characterized in that for rigidly fixing the nozzle on the vibrating stand, it has an external thread corresponding to the internal thread of the table of the used vibrating stand.
RU2015121826/28A 2015-06-08 2015-06-08 Method and device for measuring vibrations parameters of ultrasonic waveguide tip RU2593444C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015121826/28A RU2593444C1 (en) 2015-06-08 2015-06-08 Method and device for measuring vibrations parameters of ultrasonic waveguide tip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015121826/28A RU2593444C1 (en) 2015-06-08 2015-06-08 Method and device for measuring vibrations parameters of ultrasonic waveguide tip

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2593444C1 true RU2593444C1 (en) 2016-08-10

Family

ID=56613134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015121826/28A RU2593444C1 (en) 2015-06-08 2015-06-08 Method and device for measuring vibrations parameters of ultrasonic waveguide tip

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2593444C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2684354C1 (en) * 2018-05-07 2019-04-09 Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" Method and device for vibration of converting unit
CN114137073A (en) * 2021-11-22 2022-03-04 吉林大学 Device and method for measuring excitation response of solid medium to ultrasonic frequency vibration

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU994929A1 (en) * 1980-09-23 1983-02-07 Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им.А.Н.Севченко Device for touch-free measuring of vibration rate
SU1017930A1 (en) * 1981-03-30 1983-05-15 Научно-Исследовательский Институт Прикладных Физических Проблем Им.Акад.А.Н.Севченко Ultrasonic device for measuring vibration parameters
SU1060952A1 (en) * 1981-12-23 1983-12-15 Институт электроники АН БССР Device for tough-free measuring of welding tool vibration parameters in ultrasonic micro-welding
JP2002243711A (en) * 2001-02-14 2002-08-28 Aloka Co Ltd Method of measuring vibration, and ultrasonic microscope system
JP2013217787A (en) * 2012-04-10 2013-10-24 Toshiba Corp Vibration measurement device and vibration measurement method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU994929A1 (en) * 1980-09-23 1983-02-07 Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им.А.Н.Севченко Device for touch-free measuring of vibration rate
SU1017930A1 (en) * 1981-03-30 1983-05-15 Научно-Исследовательский Институт Прикладных Физических Проблем Им.Акад.А.Н.Севченко Ultrasonic device for measuring vibration parameters
SU1060952A1 (en) * 1981-12-23 1983-12-15 Институт электроники АН БССР Device for tough-free measuring of welding tool vibration parameters in ultrasonic micro-welding
JP2002243711A (en) * 2001-02-14 2002-08-28 Aloka Co Ltd Method of measuring vibration, and ultrasonic microscope system
JP2013217787A (en) * 2012-04-10 2013-10-24 Toshiba Corp Vibration measurement device and vibration measurement method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B.C.Шкаликов и др., Измерение параметров вибрации и удара, М., Изд. Стандартов, 1980. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2684354C1 (en) * 2018-05-07 2019-04-09 Общество с ограниченной ответственностью НПЦ "Динамика" - Научно-производственный центр "Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация" Method and device for vibration of converting unit
CN114137073A (en) * 2021-11-22 2022-03-04 吉林大学 Device and method for measuring excitation response of solid medium to ultrasonic frequency vibration
CN114137073B (en) * 2021-11-22 2024-01-26 吉林大学 Device and method for measuring response of solid medium to ultrasonic vibration excitation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5921928A (en) Acoustic force generation by amplitude modulating a sonic beam
Toda et al. Contact-type vibration sensors using curved clamped PVDF film
Fatemi et al. Application of radiation force in noncontact measurement of the elastic parameters
JP2018531138A (en) Elasticity detection method and apparatus
JP2018531138A6 (en) Elasticity detection method and apparatus
Goujon et al. Behaviour of acoustic emission sensors using broadband calibration techniques
RU2593444C1 (en) Method and device for measuring vibrations parameters of ultrasonic waveguide tip
Selfridge et al. Wideband spherically focused PVDF acoustic sources for calibration of ultrasound hydrophone probes
ES2602508B1 (en) Ultrasonic torsion wave transmitter and transducer device comprising
KR100612378B1 (en) Immersion type broadband ultrasonic pulse spectroscopy system and the method thereof
Huber et al. Noncontact modal analysis of a pipe organ reed using airborne ultrasound stimulated vibrometry
Kirbas et al. Primary sound power sources for the realisation of the unit watt in airborne sound
Bleeker et al. A novel method for determining calibration and behavior of PVDF ultrasonic hydrophone probes in the frequency range up to 100 MHz
JP5435455B2 (en) Focused vibration exciter
CN109596210A (en) A kind of sound field measurement of high intensity focused ultrasound method based on sound scattering
Sabato et al. Modal analysis of a beam structure excited by the ultrasound radiation force
US20230003519A1 (en) Device for measuring amount of probe displacement using change in amount of light
Ono Progress in Sensitivity Verification of AE Sensors.
Jaksukam et al. A primary level ultrasonic power measurement system developed at national institute of metrology, thailand
Enyakov Measuring Vibration Parameters for Ultrasonic Contact Lithotripters
Xia Simultaneous measurement for material parameters using self-mixing interferometry
Hase et al. Vibration Measurement of Flexible Narrow Tube Under Acoustic Excitation
Chen et al. Numerical simulation and dual experimental mapping of acoustic field generated by ultrasonic transducers
Kreider et al. Beamwidth measurement of individual lithotripter shock waves
JP2017112582A (en) Ultrasonic microphone device and method for converting volt in electric unit into pascal or decibel in acoustic unit regarding output signal of ultrasonic microphone