一种提高HWS采样率的透镜式微扫描方法

为改善传统哈特曼-夏克波前传感器对待测波前采样不足的缺点,对哈特曼-夏克波前传感器和微扫描进行了分析,提出一种提高哈特曼-夏克波前传感器采样率的透镜式微扫描方法。通过在微透镜阵列之前加入由PZT驱动的透镜扫描装置,对CCD采集的光斑分布情况进行高分辨率微扫描图像重建,通过对重建后的光斑分布进行波前重构,提高了哈特曼波前传感器对待测波前的采样率。通过对比实验验证,波前复原精度提高了41%,可以有效提高哈特曼传感器对波前探测的精度。     

空气耦合电容式微超声换能器设计

建立了空气耦合电容式微超声换能器(CMUT)的理论方法,分析CMUT各个结构参数对其性能参数的影响。根据理论分析结果结合无损检测应用背景设计了一个由16个阵元构成的CMUT阵列,并采用SOI晶圆键合工艺制作。该阵列每个阵元包含16个圆形CMUT敏感单元,敏感单元的半径400μm,中心频率230 kHz。建立CMUT发射和接收瞬态仿真模型分别得到CMUT发射声压和接收灵敏度与激励电压的关系,并通过实验测试验证该仿真模型的准确性。最后通过实验对CMUT与商用压电空耦超声换能器的性能进行对比,实验结果表明CMUT的发射声压和接收灵敏度与商用换能器达到相同数量级,并且能够成功激发和接收铝合金板中A_0模态Lamb波。     

Pt/Ti Electrodes of PZT Thin Films Patterning by Novel Lift-Off Using ZnO as a Sacrificial Layer

We achieve a successful novel lift-off of patterning Pt/Ti electrodes on SiO2/Si substrates by employing ZnO sacrificial layer deposition and patterning, successive uniform Pt/Ti deposition and final lift-off. Then we deposit PZT thin films on the electrodes. Compared with the conventional lift-off processes for the electrodes, this novel process does not need post-annealing, which must be performed after conventional lift-off process. It is demonstrated that the electrodes patterned by the novel lift-off process have stronger adhesion. The electrodes and the PZT films on the electrodes are more compact and smoother than those by the conventional lift-off process.     

基于激光干涉测试技术的分离式Hopkinson压杆实验测试系统

分离式Hopkinson压杆（SHPB）实验的传统测试技术是基于应变片的电测技术,测试结果的可靠性强烈依赖于应变片与杆之间粘贴质量,受到人为因素的影响较大。本文中采用基于多普勒频移原理的双探头全光纤激光干涉测速技术,以粒子速度为监测目标,借助应力波传播理论,换算成试件的应变和应力,从而建立了SHPB实验的非接触光学测试系统。针对韧性和脆性两类材料,分别提出了激光正入射和激光斜入射两种测试技术。再以铝合金和PZT陶瓷为例,通过与传统的应变片测试结果以及DIC测量结果的对比分析,验证了两种测试技术的有效性。与传统的应变片测试技术相比,新的激光干涉测试技术具有免标定、抗干扰、可靠性高等许多优点,有助于实现SHPB实验测试系统标准化。     

径向极化压电陶瓷长圆管复合超声换能器的径向振动

提出了一种圆管式径向复合压电陶瓷换能器,并对其径向振动特性进行了分析。该换能器由径向极化的压电陶瓷圆管以及金属外圆管组成。利用解析法得出了金属圆管以及具有任意壁厚的径向极化压电陶瓷圆管径向振动的机电等效电路。基于金属圆管与压电圆管的机械边界条件,得出了换能器的六端机电等效电路。在此基础上得出了换能器共振及反共振频率方程的解析表达式,给出了换能器的共振及反共振频率与其几何尺寸之间的依赖关系。利用数值方法对换能器的径向振动特性进行了模拟及仿真,并与解析结果进行了比较。最后,设计并加工了一些径向复合管式压电陶瓷换能器,利用精密阻抗分析仪对其共振及反共振频率进行了实验测试。研究结果表明,利用解析理论得出的换能器共振及反共振频率与数值模拟结果以及实验测试结果符合很好。      

PZT—95／5陶瓷流体静压相变实验研究

采用常规的氧化物陶瓷生产工艺与多孔技术相结合的方法，制作出不同宏观密度的PZT－95／5陶瓷样品，进行流体静压相变实验。研究表明，陶瓷材料的铁电－反铁电相变与陶瓷中气孔的存在有密切的关系，运用气孔塌陷假设可以对此现象进行定性解释，研究结果和Sandia实验室给出的结果相符合。     

检测超声换能器的校准与性能测量

检测超声换能器的性能是设计制造者和使用者都十分关心的问题。本文就超声换能器的几个主要整体性能——灵敏度、时间响应(传输函数)、空间响应(指向性和声场分布)以及等效电阻抗的测量与校准技术作了简要的综述。其中以灵敏度和时间响应的测量和校准为重点介绍了各种方法的原理和适用范围,并对其特点和局限性作了分析。     

中国科学院声学计量测试站通过国家技术监督局计量标准考核和认证

中国科学院声学计量测试站于1988年12月16日至17日按“中华人民共和国计量法”的要求通过了国家技术监督局的计量标准考核和计量认证。通过考核的计量标准有:电声检定标准装置(一级)、水声换能器校准测试装置(一级)和压电加速度计检定标准(二级),由此该站可以进行声学量值的传递,检定标准电容传声器、声级校准器、声级计、标准噪声源、标准水听器及压电加速度计等声学计量器具和带通滤波器、声频放大器等声学测量仪器。通过计量认证的有关产品质量检验的测试项目有:声学实验室(消声室、半消声室、混响室等)性能测试、噪声源(机电产品)声功率级测试、环境噪声和工业噪声测试、厅堂音质测试、水     

超声换能器的恒定振速控制

本文提出一种适用于D类功率源的换能器的恒定振速控制方案,其目的是使换能器的输出功率与负载成正比,包括工作于空载。