多波束图像声纳广泛应用于水下工程实施、浅海地貌测绘、蛙人和水雷等水下小目标的探测识别,高频弧形换能器是多波束图像声纳的重要组成部分,用于发射高频宽波束声波。通过理论公式计算了宽波束高频弧形换能器的指向性图,分析了指向性特征：主波束内存在连续的震荡起伏,震荡幅度由中心向两侧逐渐增大,在波束边缘处出现最大值,波束中心幅值比最大值减小1~2 dB左右。采用1-3型压电复合材料,研制了一款宽波束发射的高频弧形换能器,换能器谐振频率为440kHz,最大发送电压响应为162dB,5dB水平开角为107o,3dB垂直开角为26o,可应用于多波束图像声纳。

宽波束超声波流量计对窄波束超声波流量计存在波束偏移、零点漂移、安装要求高等问题做了改进.本文介绍了宽波束的激发和流量计的系统结构.电路中采用锁相带通滤波器和对数放大器,保证有效信号的可靠接收.

宽波束超声波流量计的研究是超声波流量计发展的趋势,但目前专门针对管道流量测量的宽波束理论研究较少.为此,在建立管道声路模型的基础上,推导了适用于管道流量测量的Lamb波的色散方程,给出了在管道中通过调整超声波发射频率激发Lamb波的方法,并分析了在该条件下管道中的声场分布,从而建立了一套管道Lamb波理论.在此理论基础上,设计了验证管道Lamb波理论的实验方案,实验数据与理论推导基本吻合,因此从实验角度验证了管道Lamb波理论的合理性.