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申请/专利权人：沈阳长江源科技发展有限公司

摘要：本发明公开一种压电换能器阵元参数采集系统、方法及阵元分组系统，属于阵元参数采集技术领域。有效避免人工检测、筛选以及分组存在的漏检、效率低、数据记录错误以及精度低等问题。采集系统包括频率发生模块、阵元电参数分离电路、高位电压采集电路、低位电压采集电路、相敏检波电路以及数据处理模块。采集阵元在频率范围内每一频率对应的高位电压值Uhigh和低位电压值Ulow，计算阻抗值Zdut＝Uhigh‑Ulow*RUlow，从多个阻抗值Zdut中筛选阻抗值极值对应的设定频率为本征频率f0，阻抗值极值为阵元的阻抗Z0。基于本征频率f0下的Uhigh和Ulow的乘积确定相敏检波电路的输出电压uo，基于uo计算获得相位求解品质因数其中，阻抗值Zdut分别下降到Z0的预设倍数时的频率fL和fH。

主权项：1.一种压电换能器阵元参数采集系统，其特征在于，所述阵元参数包括压电换能器阵元的本征频率f0、阻抗Z0、相位角和品质因数Q；所述压电换能器阵元参数采集系统包括频率发生模块、阵元电参数分离电路、高位电压采集电路、低位电压采集电路、相敏检波电路以及数据处理模块；其中，所述频率发生模块用于输出具有设定频率的正弦波激励信号；所述阵元电参数分离电路包括串联的待测压电换能器阵元和分压电阻；所述正弦波激励信号通过所述频率发生器所具有的高位电压输出引脚接入所述待测压电换能器阵元的一端，所述待测压电换能器阵元和分压电阻之间引出低位电压输出引脚，所述分压电阻接地；所述高位电压采集电路的接入端与所述高位电压输出引脚连接，用于采集高位电压值Uhigh；所述低位电压采集电路的接入端与所述低位电压输出引脚连接，用于采集低位电压值Ulow；所述数据处理模块中配置有所述分压电阻的阻值R，接收高位电压值Uhigh和低位电压值Ulow，并进一步通过如下方式确定压电换能器阵元在每一所述设定频率下的阻抗值Zdut：Zdut＝Uhigh-Ulow*RUlow；从多个阻抗值Zdut中筛选阻抗值极值对应的设定频率为本征频率f0，阻抗值极值为压电换能器阵元的阻抗Z0；所述高位电压采集电路的接出端与所述相敏检波电路的高位接入端连接，所述低位电压采集电路的接出端与所述相敏检波电路的低位接入端连接，所述数据处理模块基于本征频率f0下的Uhigh和Ulow的乘积确定相敏检波电路的输出电压uo，并进一步通过如下方式确定压电换能器阵元的相位角其中，Usm为正弦波激励信号的幅值电压；所述数据处理模块通过如下方式确定压电换能器阵元的品质因数Q：其中，阻抗值Zdut分别下降到Z0的预设倍数时的频率fL和fH。

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