近日，我院机械工程专业硕士研究生孙朝强在连续超声多普勒换能器测量灵敏度分布研究方面取得重要进展，相关研究成果《基于互易定理的连续超声多普勒换能器测量灵敏度分布分析》（Measurement sensitivity distribution analysis of continuous wave ultrasonic Doppler transducers based on reciprocity theorem）发表在《Nondestructive Testing and Evaluation》。《Nondestructive Testing and Evaluation》是国际知名的无损检测领域权威学术期刊，目前影响因子为4.2。论文第一作者为硕士研究生孙朝强，通讯作者为殷晓康教授，开云电竞投注（华东）为独立完成单位。该研究得到了国家自然科学基金、 “泰山学者”项目以及国家市场监督管理总局科技计划项目的联合资助。
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连续超声多普勒（CWUD）技术在多个领域具有重要且广泛的应用。在这些应用中，测量灵敏度分布（MSD）用于描述换能器对的有效感应区域，对测量性能具有重要影响。然而，现有方法难以准确表征测量灵敏度分布，更无法实现其进一步的可视化。本文提出了一种基于互易定理的连续超声多普勒换能器测量灵敏度分布可视化方法。首先，推导了表征测量灵敏度分布的能量密度差分布，以及压缩性和密度的灵敏度分布。随后，通过有限元分析获得声场中的声压和质点振动速度，进而计算能量密度差分布及压缩性和密度的灵敏度分布，并用于测量灵敏度分布的可视化。最后，将该方法应用于气侵监测中的测量灵敏度分布可视化，实验结果验证了该方法在准确表征和可视化测量灵敏度分布方面的有效性。该方法不受被测对象结构的限制，也无需任何简化处理，只需通过简洁的计算即可在多种工况下准确表征并可视化测量灵敏度分布，从而为测量条件的优化提供指导。
图1 测量灵敏度分布数学模型
图2 隔水管外连续超声多普勒气侵监测有限元模型
图3 能量密度差分布和压缩性的灵敏度分布
