超声无损检测是无损检测领域重要的技术之一,换能器作为超声检测中的关键部件,其声场特性对超声无损检测的缺陷检出率和缺陷评价准确性都有很大的影响,所以对超声换能器的声场特性进行深入研究是十分有价值的。本文在国内外关于超声换能器声场特性研究的基础上,开展基于机械手的超声换能器声场自动化测量技术的研究。研究了超声换能器声场的计算方法和测量方法,并在此基础上开发了一套机械手超声换能器声场特性自动化测量系统,实现对不同种类、不同频率的超声换能器声场特性的自动化测量。本文提出一种新的机械手夹持水听器进行声场测量的方法,并基于运动控制、数据采集以及数据处理等技术设计开发了高速、精确的换能器声场特性测量系统。该系统能够实现超声换能器声场的测量和成像显示,同时能够测量声场特性参数、自动生成测试报告。在总体的系统方案确定后,进行了硬件系统的设计和实现,并在windows平台下基于Visual Studio软件,进行了软件系统的设计和软件程序的编写,实现了超声换能器声场的自动化测量。软件系统的功能包括采集参数设置、声场扫查、后处理分析三个部分,实现了数据的采集与处理、机械手的控制、声场的扫查与图象显示,声场特性参数的计算与测试报告的自动生成。最后,本文对多种类型、不同频率的超声换能器进行了大量实验,并将实验结果与计算结果对比验证了系统的功能。实验结果证明本系统可以实现对超声换能器声场特性的综合测量,测量精度满足系统的功能目标,系统的稳定性和可靠性较好,具有广阔的应用前景。