空气超声源成像仪关键参数性能评价

空气超声成像仪是一种利用被动声源定位技术,实现对超声声源定位和成像的设备。通过与光学图像位置的比对,定位超声源的位置、强度等参数。对空气超声成像仪的发展历史和应用前景进行了综述,探究了评价空气超声成像仪的关键计量参数,包括定位误差、横向空间分辨率、声压级准确度等五个关键参数,针对五个关键参数进行评价方法研究,并分析了影响评估过程的因素,实现了对空气超声成像仪的客观评价,保障了国产该类仪器设备的性能。

成像最小声压级校准及不确定度评定

空气超声源成像仪(波束形成法)广泛应用于局部放电及气体泄漏检测中,其成像最小声压级的校准是空气超声源成像仪定量技术的前提,直接影响空气超声源成像仪可检出的最小气体泄漏量、工作距离及局部放电的检出能力。随着波束形成技术的不断发展,通过优化阵列尺寸、传声器数目、传声器间隔等参数,声源识别定位的精度不断提高,在传声器阵列便携的前提下,可识别的成像最小声压级不断减小,使该参数的定量结果不易得到,为国内外产品在参数比对和定量测量造成困扰。基于低本底噪声测量系统,搭建空气超声源成像仪成像最小声压级校准系统,选择三款使用广泛的空气超声源成像仪进行实验,选择小尺寸声源模拟局部放电和气体泄漏引起的声学信号,确定校准距离与校准环境,通过同心定位圆环组监测小尺寸声源的成像定位误差,辅以12线高精度激光水平仪减小信号对齐带来的影响,实现对成像最小声压级进行校准。对测量结果进行不确定度评定,结果表明,在20~40 kHz频率范围内,成像最小声压级的扩展不确定度可以达到3 dB(k=2)。