代理Precision Acoustics D1602 差分膜式水听器

代理Precision Acoustics D1602 差分膜式水听器

Precision Acoustics Ltd 是英国一家全球领先的超声测量设备制造商,其膜式水听器系列被业界公认为 MHz 级超声压力测量的“金标准”。D1602 差分膜式水听器是该系列中专为高空间分辨率、高频声场测量而设计的型号,采用仅 0.2 mm 有效传感直径的 PVDF 压电薄膜,适用于需要将空间平均效应降至最低的精密声场表征场景。

Precision Acoustics D1602 差分膜式水听器核心技术原理

D1602 的核心传感元件是一层厚度仅为 16 μm 的聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜。制造过程中,首先在薄膜上沉积金电极,经极化处理后,仅在中央一个直径 0.2 mm 的微小圆形区域内形成具有压电活性的传感元件,接地平面环绕活性元件及大部分带电触点。这种共面设计使传感器具有优异的声学透明性,能够精确绘制超声场的压力分布,对声场本身的扰动极小。

PVDF 材料本身具有极宽的固有带宽。D1602 采用差分输入设计,前置放大器封装于膜环内不可拆卸,适用于最严苛的宽带测量场景。

Precision Acoustics D1602 差分膜式水听器主要技术规格

有效传感直径:0.2 mm,是该系列中空间分辨率最高的型号,特别适合高频场测量中空间平均效应需要最小化的应用。

传感薄膜厚度:16 μm PVDF 压电薄膜。

频率响应:典型频率响应在 1-60 MHz 范围内平坦(±2 dB),可用带宽可延伸至更高频率。

典型灵敏度:约 140 mV/MPa(在 3 MHz 处测量)。

输出阻抗:50 Ω。测量设备(示波器或数据采集系统)需以 50 Ω 端接,以确保测量精度。

膜环尺寸:安装于直径 100 mm、厚度 10 mm 的环形支架上,有效膜径为 80 mm。

连接器:标准配置为 BNC 连接器。

灵敏度个体差异:约 ±3 dB。

Precision Acoustics D1602 差分膜式水听器系统组成与操作

一套完整的 D1602 测量系统由以下核心组件构成:

膜式水听器探头:核心传感元件,集成差分前置放大器。

潜水式前置放大器:集成于膜环内,提供差分输入和信号放大。该前置放大器通过“幻象供电”方式由直流耦合器供电。

直流耦合器(DC Coupler):为前置放大器提供 28 V 直流电源,并从返回信号中去除直流分量。

信号补偿器(可选):可替代直流耦合器,内置平坦化功能,可在 2-28 MHz 范围内将频率响应调平,并提供增益选择。该补偿器与特定水听器匹配校准,不可与其他设备混用。

使用前,水听器需在去离子水中浸泡至少 1 小时,以使输出稳定;建议浸泡时间控制在 12 小时以内,不使用时尽快从水中取出并干燥。水听器的灵敏度与朝向有关,校准是以 PA 标志面向声源的方式在水中完成的。

Precision Acoustics D1602 差分膜式水听器校准与测量不确定度

每套水听器系统均附有 NPL(英国国家物理实验室)校准证书。D1602 的典型测量不确定度与同系列 D1604 相近,参考值如下:0.1-1 MHz 时约 8%,1-8 MHz 时约 9%,9-20 MHz 时约 11%,21-30 MHz 时约 12%,31-40 MHz 时约 15%。Precision Acoustics 建议水听器每年至少校准一次,并每月使用参考声源检查灵敏度变化,以便及早发现性能漂移。

声压换算方面,对于单频连续波或窄带脉冲信号,可通过将测量电压除以对应频率的灵敏度得到声压值;对于宽带信号,则需在频域进行灵敏度校正后再进行逆傅里叶变换。

Precision Acoustics D1602 差分膜式水听器应用领域

D1602 凭借其 0.2 mm 的超小有效传感直径,在以下领域具有独特优势:

高频声场表征:测量 20 MHz 以上高频超声场的压力分布,空间平均效应最小化。

诊断超声质量控制:满足 IEC 62127-1 等标准对高频探头声输出测量的要求。

治疗超声与 HIFU 声场测量:精确测量高强度聚焦超声场的压力分布和焦域尺寸。

超声换能器研发与校准:作为高空间分辨率参考标准,用于换能器发射性能评估。

材料声学特性研究:测量高频声波在介质中的传播参数。

Precision Acoustics D1602 差分膜式水听器使用注意事项

膜式水听器的 PVDF 薄膜极为精密,绝对不可用手触摸。清洁时仅可用蒸馏水轻轻冲洗。水听器可在蓖麻油或矿物油中使用,但某些化学物质可能对 PVDF 造成损害,使用前应查阅 PVDF 材料特性指南。若薄膜表面出现碳酸钙沉积,可将探头浸入柠檬汁后以蒸馏水冲洗。不使用时,应将水听器存放于干燥环境中,避免薄膜受损。

Precision Acoustics D1602 差分膜式水听器以其 0.2 mm 的超小有效传感直径、16 μm PVDF 薄膜带来的超宽带宽、集成差分前置放大器以及 NPL 可追溯校准,成为高频超声场精密测量的理想选择。无论是诊断超声质量控制、治疗超声声场表征还是换能器研发校准,D1602 均能提供高空间分辨率、低扰动的可靠测量结果。


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