空气超声源成像仪关键参数性能评价

王萧博; 张瑞纹; 肖艰; 许胜男; 陈俭; 高申平; 沈煜航

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0270

空气超声源成像仪关键参数性能评价

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0270

王萧博^{1, 2,},
张瑞纹³,
肖艰¹,
许胜男¹,
陈俭^{1, 2},
高申平^{1, 2, ,},
沈煜航^{1, 4}

1.
浙江省计量科学研究院，杭州 310018
2.
国家市场监管重点实验室（声学振动精密测量技术），杭州 310018
3.
深圳市计量质量检测研究院，深圳 518000
4.
中国计量大学，杭州 310018

基金项目: 浙江省重点研发计划 (2023C01034、2022C01002)；浙江省市场监督管理局科技项目(QN2023421、ZD2024007)；国家市场监督管理总局科技计划项目(2022MK046、KILJ202310)。

详细信息

作者简介:
王萧博（1992-），浙江省计量科学研究院工程师，研究方向：声学计量测试，邮箱：769408856@qq.com

通讯作者:
高申平（1990-），浙江省计量科学研究院高级工程师，研究方向：声学计量测试，邮箱：crylos@163.com

中图分类号: TB95
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2023-11-13
- 录用日期: 2023-12-05
- 修回日期: 2023-12-05
- 网络出版日期: 2023-12-11
- 刊出日期: 2023-11-18

Performance Evaluation of Key Parameters of Air Ultrasonic Source Imaging Instrument

WANG Xiaobo^{1, 2
,},
ZHANG Ruiwen³,
XIAO Jian¹,
XU Shengnan¹,
CHEN Jian^{1, 2},
GAO Shenping^{1, 2
, ,},
SHEN Yuhang^{1, 4}

1.
Zhejiang Institute of Metrology, Hangzhou 310018, China
2.
National Key Laboratory of Market Supervision (Acoustic Vibration Precision Measurement Technology), Hangzhou 310018, China
3.
Shenzhen Institute of Metrology and Quality Testing, Shenzhen 518000, China
4.
China Jiliang University, Hangzhou 310018, China

摘要

摘要: 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。
- 计量学 /
- 空气超声源成像仪 /
- 被动声源定位 /
- 超声 /
- 分辨率 /
- 校准
Abstract: The airborne ultrasonic imaging instrument, utilizing passive sound source localization technology, plays a pivotal role in localizing and imaging ultrasonic sources. This paper reviews the developmental history and future prospects of these instruments, focusing on the evaluation of key metrological parameters critical for their performance. These parameters include positioning error, lateral spatial resolution, and sound pressure level accuracy, among others. The paper presents research methods for evaluating these five key parameters and analyzes factors that influence the assessment process. This comprehensive evaluation ensures the objective assessment of airborne ultrasonic imaging instruments, contributing to the performance enhancement of such devices, particularly those produced domestically.
- metrology /
- airborne ultrasonic imaging instrument /
- passive sound source localization /
- ultrasound /
- spatial resolution /
- calibration

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图 1 定位误差校准示意图

Figure 1. Schematic diagram of positioning error calibration

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图 2 横向空间分辨力校准示意图

Figure 2. Schematic diagram of lateral spatial resolution calibration

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图 3 声压级准确度校准示意图

Figure 3. Schematic diagram of sound pressure level accuracy calibration

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图 4 上下限频率准确度校准示意图

Figure 4. Schematic diagram of upper and lower frequency accuracy calibration

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图 5 声压级准确度校准示意图

Figure 5. Schematic diagram of sound pressure level accuracy calibration

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表 1 不同温度下空气的声速

Table 1. Sound speed of air at different temperatures

温度（℃）声速（m/s）

0 331.45

10 336.51

20 341.57

30 346.63

40 351.69

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表 2 不同温度下空气的粘滞系数

Table 2. Viscous coefficients of air at different temperatures

温度（℃）温度（K）粘滞系数$ \mu $（Pa·s）

0 273.15 17.08

10 283.15 18.05

20 293.15 18.27

30 303.15 19.22

40 313.15 20.18

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