随着声学的不断发展,对超声换能器及其测试系统都提出了更高的要求。超声换能器是进行超声成像的核心器件,超声换能器的核心参数主要有中心频率、频率带宽、声束宽度等,需要多种专用仪器测量。各种仪器价格昂贵、操作方式均不相同,既耗费资金又导致学习成本上升,因此需要开发集成多项功能的超声成像系统对超声换能器性能进行评价。LabVIEW能够便捷地连接仪器并进行控制,因此有必要基于LabVIEW开发超声换能器成像测试系统。本文的主要研究内容如下:（1）对超声成像系统的硬件与软件架构进行了设计和搭建。该系统的硬件主要组成有龙门框架、高速数据采集卡、运动控制卡、伺服电机以及驱动器。该系统的软件整体框架采用的是标准状态机、队列消息处理器与用户界面事件处理器复合的主从设计模式。软硬件协同实现了运动控制模块、信号激励模块、数据采集模块以及数据成像与优化模块。该系统扫描范围600×500×400 mm,拥有多种运动模式,采集模块采样率125 Msps,采样分辨率16 bit,拥有多种触发模式,具有很强的拓展性。（2）通过LabVIEW编程实现各个子模块的功能。实现间隔时间为8 ns的A-mode回波成像。实现步进精度5μm,扫描速度为1 mm·s-1,垂直深度分别为60 mm和40mm的B-mode截面成像和C-mode三维表面成像。实现二维方向步进精度10μm,扫描范围200×200 mm的水听器实时扫描成像,能够测量声场的幅值和相位。集成了多项功能,能够完成30 MHz以下换能器的声学性能表征。（3）在常规声场测量的基础上,拓展水听器功能,进一步地提出两种测量方式。一种在间隔频率为0.1 MHz的基础上,同时测量所有频率下声场的幅值和相位信息;一种在间隔时间为0.1μs的基础上,测量各个点位不同时间下声场波前的传播过程。拓展功能均经过仿真和实验对比验证且满足实验需求,达到了预期设计目标。（4）通过具体实验证明成像测试系统的可行性。首先,对中心频率4.17 MHz带宽为6.9%的凹型聚焦超声换能器分别进行COMSOL仿真以及实验测试,声场传播过程的仿真与实验成像中波前的位置与形状一致,多个频率成像测试中仿真与实验的声场幅值的-6 d B横向声束宽度均随着频率增大而减小,变化趋势一致。其次,通过实验发现二次回波的频谱存在衰减和偏移,连续点间幅值误差约为1/8,使声场幅值图呈明暗间隔状。最后,利用角谱理论设计声学透镜,在距表面3 cm的XY平面生成自定义的声场幅值图像,通过实验测量目标平面2 MHz的声场幅值,实验声场图与设计声场图基本相同,符合理论与实验预期。