低频超声清洗声场强度的测量

本文阐述了用于测量低频超声清洗声场强度的几种实用方法，介绍了每种测量方法的基本原理，并对各自的优缺点进行了对比分析，最后介绍了国内外一些相关的测量设备。结合目前低频超声清洗声场测量方面的研究现状，探讨了今后该领域急需解决的问题。     

一种显示聚焦超声声场的方法

利用换能器发出的声波和反射波干涉形成驻波,通过玻璃微珠在驻波场中所受辐射力,使玻璃微珠在水槽底面形成驻波条纹分布,通过调整反射面与换能器的距离,使水中驻波场在换能器中声场值不为0的区域具有明显的条纹分布,通过底面微珠的条纹分布区域确定换能器声场分布区域。     

换能器布阵数量对超声清洗声场特性的影响

利用有限元法对粘贴有不同数量换能器的清洗槽的声场进行数值计算,并将声场中各点声压做统计处理来比较不同声场的强弱和均匀性.用电化学法测量了不同清洗槽的声场,实验结果和数值计算结果基本吻合.结果表明,在槽体尺寸一定时,声场强度并不随换能器个数的增加而线性增加;在换能器达到一定数量后,声场均匀性也不随换能器的增加而明显改善,此时存在一个最佳的换能器布阵数量.该文所得结果对换能器的布阵优化有一定的指导意义.     

提高硅片氧化均匀性的一种方法

采用加大硅片的片与片之间距离的方法，通过氧化通量模型，证实了加大硅片氧化时的间距能使氧化剂气流更好地硅片表面均匀反应，提高了氧化层的均匀性，在实际生产中取得了很好的效果。     

LED背光源亮度均匀性改善方法

针对液晶显示器中直下式LED（1ight—emitting diode）背光源边缘亮度较低的问题,本文提出了一种LED非均匀排列提高背光源亮度均匀性的方法。在等间距排列的基础上,通过测量单颗LED的亮度分布函数,计算出水平和垂直方向上的LED不等间距排列距离,并对该距离进行优化调整。非均匀排列的LED背光源亮度均匀性仿真计算结果表明,背光源的全屏亮度均匀性可达到90％以上。     

一种改善LED显示屏亮度均匀性的算法

基于显示屏控制技术与校正原理,提出了一种改善LED显示屏亮度均匀性的算法.通过CCD相机采集显示屏RGB图像,用数学形态学和模板匹配法确定灯点的位置并根据发光区域的灰度值计算其相对亮度,生成每个灯点的校正参数,用脉冲宽度调制控制灯点的亮度.实验结果表明提出的算法能有效改善显示屏的亮度均匀性,提高显示屏的显示质量并延长其使用寿命.     

超声治疗换能器的声场分析

无创超声治疗使用的体外聚焦超声换能器的聚焦方式有多种,多元组合聚集是其中之一。与其他聚焦方式相比,多元组合聚焦超声换能器具有较大的聚焦深度、较理想的焦域以及较高的声强度等优点,并且聚焦区域和声强度易于控制。提出了一种新的多阵元球壳形超声换能器结构,换能器由113个排列在一个孔径为112mm的球形凹面上的圆形压电陶瓷片构成,焦距为100mm,工作频率为1MHz。并应用几何声学法建立了换能器的声场的计算模型,并进行了实验验证。研究结果表明：该换有器具有优异的声场性能,与机械扫描的方法相结合应用于高强度聚焦超声无创治疗设备,将极大地降低设备的复杂性,完全能够满足超声无创治疗的应用。     

一种改善LED背光亮度均匀性的新型反射膜研究

在LCD的LED背光腔体的底面设计了新型曲面形状及性能的反光膜,将扩散膜反射回灯腔底部的光重新反射回出光口以改善亮度均匀性能;在侧面设计了镜面反射膜,将位于LED矩阵边缘区域由LED射向灯腔侧壁的光反射重新射向出光口,增加了LED背光边缘区域的亮度,从而改善了背光边缘区域较暗的亮度不均匀状况.根据此类反射膜的设计完成了反射膜的制备,并应用于38 cm LED背光源样品.测试结果显示,设置反射膜的LED背光的亮度均匀性值为10.2%,明显优于未设置反射膜的值16.8%,亮度提高了29%左右,表明该种新型反射膜可以提高亮度并改善亮度均匀性.     

一种用于检测薄膜均匀性的光谱方法

介绍了一种新的简单有效的薄膜均匀性信息获取方法,该方法基于我们先前提出的纳米薄膜厚度精确测量方法,它通过检测镀制在含有过渡层的衬底上不同位置的薄膜的光谱,并由其干涉峰间的差异获取薄膜的均匀性信息.与传统方法相比,该方法无需直接测量薄膜的厚度,减少了测量膜厚带来的误差和影响,因而可以快速得出薄膜均匀性结论.该方法操作方便...     

一种用于大功率超声清洗换能器的压电材料

通过对ＰｂＭｅ（Ｃａ＿（１／４）Ｍｎ＿（１／４）Ｎｂ＿（１／２））＿ｘＴｉ＿ｙＺｒ＿ｚＯ＿３系材料的研究，并以Ｓｒ￣（２＋）、Ｍｇ￣（２＋）等价取代Ｐｂ￣（２＋），以ＣｅＯ＿２作为添加改性剂，研制出机电耦合系数高（ｋ＿ｐ＝０．６２）、机械品质因数高（Ｑ＿Ｍ＝２０３６）、机械强度高（抗张强度为４４２ＭＰａ）、经时稳定性好的适用于大功率超声清洗换能器的压电材料。     

基于角谱法分析圆形活塞声源近场声特性

圆形活塞的声辐射应用较广,大多数超声检测应用中所用的声源,都可视为活塞式辐射器。利用角谱法分析了传播波和倏逝波在声场轴线上的分布与空间位置、声源半径及辐射频率间的关系,通过比较两种波的声压幅值确定了倏逝波的有效传播距离。利用近场声全息(NAH)理论计算了倏逝波在换能器近场空间的声压分布,并对结果进行误差分析。仿真结果表明,基于空间傅里叶变换的角谱法和NAH法均可准确反映圆形活塞辐射近场声压呈现数衰减的分布规律。     

光学元件镀膜前高洁净度清洗工艺研究

研究了光学元件镀膜前超高洁净度要求的超声清洗工艺,在超声波清洗机的频率和功率一定的情况下,通过研究超声清洗剂、清洗温度、清洗时间等对光学元件超声清洗效果的影响,研制出有效清洗光学元件的清洗工艺,并保障超声清洗工艺对光学元件的表面状况无损伤。同时发现光学元件的放置时间会影响元件的清洗效果。超声清洗刚加工好的光学元件洁净效果较好,清洗时间较短;有6个月存放期的光学元件,表面颗粒污染很难洁净清洗。     

超声相控阵输出声场优化及仿真

为使超声相控阵在输出平面上的声压输出达到较好的分布模式,本研究通过预先设定相控阵输出面上的声压分布形态,然后利用迭代算法来求解超声相控阵驱动向量,最终实现了超声相控阵在输出平面上声压输出的有效控制,并通过计算机仿真对这种算法进行了验证。     

压电MEMS超声换能器阵列声场研究

研究了一种基于微电子和微机械加工技术的六边形压电超声换能器阵列。依据活塞声源辐射声场特性,采用瑞利积分法计算了方形膜声压及指向性函数;运用惠更斯原理,仿真模拟了阵列远场声压分布。理论分析了阵元边长、阵元中心间距和阵元数目等结构参数对阵列波束宽度、方向锐度角和旁瓣级的影响。结果表明,该阵列模型不仅能完全消除栅瓣,有效抑制旁瓣,减小主瓣宽度,且在低频(约10kHz量级)范围有很高的指向性。通过优化阵列参数,可获得最佳的声压分布,进而为阵列设计和声场分析提供理论参考。     

超声针灸的“针”形声场实现

从改进超声针灸的声场形态入手,研究了针形声焦域的实现。通过在凹球面压电陶瓷片分割成6个面积相等的环域,对6个环域产生的轴向声场进行离散化。为了保证在针形声场区域内的声场尽可能的均匀、集中,针形区域外的声强尽可能的低,建立了约束规划模型。采用了拉格朗日乘子约束优化方法,对模型进行优化,最终得到了想要的声场分布。计算机模拟和实验都表明,用该方法设计的针形声场分布满足超声针灸的需要     

曲面超声换能器近声场指向性研究

通过结合物理声学原理推导出曲面结构及其等效动态相控阵列超声换能器所形成的近声场分布,并利用数学软件对超声近场声压进行近似数值仿真。通过分析比较各声场指向性的仿真结果表明,在给定的工作频率和介质条件下,对比于平面结构,二维半圆球壳的曲面压电晶片或等效相控阵元阵列结构的超声换能器在近声场可实现高强度聚焦,同时近声场焦点处的横向/纵向分辨率都达到最佳,旁瓣/栅瓣抑制也达到最大。最后给出了在曲面阵列优化设计方面一些有价值的规律。     

非均匀二次声源分布下的2.5D高阶Ambisonics声场合成算法

为了提高感兴趣区域音源的声场合成质量,提出了一种非均匀二次声源分布的声场分析与合成方法.首先,将连续二次声源的采样分为两个不同的采样区域,在总扬声器数目一定的情况下,增大感兴趣区域的样点数目并减少感兴趣区域外样点数目.然后,利用采样混叠矩阵的Hermitian特性,使用瑞利熵来估计不同非均匀采样方案的最大误差,以指导非...     

超声声场的三维模拟及可视化研究

对超声换能器声场进行三维模拟及可视化的研究,基于MATLAB强大的图形图像可视化功能显示出超声声场的三维图形,通过改变相应参数更直观的观察声场的变化了解影响声场的变化的因素;为超声成像以及超声检测等工程实际问题中超声波的研究以及超声探头的选取提供相应的依据。