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中科院声学所:声音“医生”给设备做B超

导读: 中科院噪声与振动重点实验室有个像旋转“风火轮”的声相仪,上面布满了64个大小相同的声音传感器,在“风火轮”中心,装有一个摄像头。

  用声音不光能给设备看病,还能实时给出“b超”图?这不是个玩笑。在16日中科院声学所第十一届公众科学日上,这已经变成现实。

  四楼展厅里,中科院声学所研究人员向公众讲解着今年的新展品——超声相控阵探伤仪。

  “这个叫换能器,别看只有一节手指大小,但里面布置了32片压电陶瓷。”说话间他将换能器置于一块矩形的试块。

  从外形看,矩形的试块千疮百孔,“身体”不同部位被扎了多个笔尖粗细的孔。

  “这是按照国家标准做的人工缺陷。”研究人员轻轻推着换能器移动。当经过试块上的一个缺陷时,屏幕图像呈现异常,“声波遇到障碍会反弹,我们通过信号处理最终成像。它的工作原理与医学上的b超类似。”

  “为什么要安装那么多压电陶瓷?”

  “压电陶瓷的工作原理是把电信号变成声信号,通过对不同压电陶瓷激发不同延时和波形的信号,从而控制在物理体中的传播声场。”研究人员说,“超声相控阵探伤仪”本身体积不大,但它的复杂程度和一个小型相控阵雷达相当。不同的是,声波能在金属物体里传播较远,而雷达所用的电磁波则不行。

  屏幕旁的一个银色盒子里,隐藏着“超声相控阵探伤仪”的“大脑”,发现缺陷后它迅速计算,并以图像形式实时快速地显示检测结果并报警。

  “与传统检测技术相比,该技术大大提高检测灵敏度和检测效率。”该人士自豪地说,这项我国具有完全自主知识产权的技术已成功应用于货车轮轴检测。

  今天展示的声学“医生”中,既有主动听声的“超声相控阵探伤仪”,还有被动收听声音的设备。

  中科院噪声与振动重点实验室有个像旋转“风火轮”的声相仪,上面布满了64个大小相同的声音传感器,在“风火轮”中心,装有一个摄像头。当站在距离仪器约一米远的位置发声,屏幕上迅速出现圈状彩色图斑,声音位置由此确定。

  “当仪器有故障但无法确定位置时,可使用它定位。”工作人员说。 

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