晶体管超声波发生器的研制

本文在分析超声波发生器现状的基础上,提出了研制晶体管超声波发生器应引起重视的几点原则,并着重介绍了按此原则研制完成的超声波发生器。同时,又对用这种发生器作为基本单元所构成的二种程式的超声波发生器的原理框图和试验结果作了简述。这类发生器配套而成的超声设备的可靠性和效率问题,在文末亦作了初步的讨论。     

超声波电发生器的最大输出功率和效率

本文从电路理论中的最大功率传输定理出发，分析了超声波电发生器与普通电源的异同，提出了最大功率传输定理的扩展条件，从而将一般电源的匹配和超声波发生器的匹配这两种概念统一起来。文章应用扩展后的最大功率传输定理，从一个新的角度对超声波电发生器的最大输出功率和效率进行了分析，得到与图解法等其他方法相同的结果。     

半桥逆变式功率VMOSFET超声电发生器的研制

本文介绍了一种用于超声波电火花复合加工的超声发生器，它以功率ＶＭＯＳ场效应管作开关元件，以单片集成电路ＴＬ４９４作为信号源控制核心。发在具有工作稳定可行以的特点。     

KCF-A型超声波发生器及其在合成新型共聚物中的应用

利用在机械力作用下高分子链断裂所产生的大分子游离基,制备具有特殊性能的嵌段或接枝共聚物,是高分子力化学研究的一个重要内容.本文设计制作了一台KCF-A型可控硅超声波发生器及磁致伸缩振动系统,用以研究聚合物在溶液中的降解和共聚.先后成功地合成了部分水解聚丙烯酰胺-丙烯腈、聚丙烯酰胺-聚氧化乙烯、聚醋酸乙烯酯-聚氧化乙烯等多种具有新性能的嵌段或接枝共聚物.其中有的共聚物由于聚合机理的廻然不同,难以用一般的化学方法直接合成.     

超声波清洗技术及应用

 超声波是频率在人耳听觉范围上限(16kHz～20kHz)以上的声波,超声波因其频率高、方向性强、穿透本领大,尤其是在液体中能产生空化现象等特点,已被广泛应用到许多领域。超声波应用技术甚多,主要分为检测超声、医学超声、声表面波、功率超声及高频超声等,超声波清洗技术(以下简称“超声清洗”)是功率超声应用最广泛的一种。超声清洗有时被称“无刷清洗”,把工件放入超声清洗机中,无需任何刷、搓、滚动等清洗动作,污物“自动”从工件表面脱落,一会儿就干净如新,看起来非常神奇,那么,它究竟是怎样清洗的呢?     

1MV小型重复频率Marx发生器研制

设计了MV级小型重复频率Marx发生器,简化了发生器充放电回路,减小了能量损失;分析了隔离电感变化时对发生器输出脉冲电压波形的影响,减小了隔离电感体积,提高了隔离有效性;优化了开关腔体结构,实现了间距连续可调,且受外围结构的变化或振动影响,13个开关间隙置于同一垂线上,火花放电时产生的紫外线或射线相互照射,加速了开关导通,减小了Marx发生器输出电压抖动。塑壳电容降压使用,提高了发生器的可靠性;通过Pspice模拟和三维静电场分析,实现了发生器小型化,整个Marx发生器放置在一个密封纯净SF6气体的金属圆筒内,体积小于0.25m3。优化设计和实验研究,发生器在高阻负载上输出峰值1.02MV、前沿约30ns的高压脉冲,发生器储能290J,电压幅度抖动约10%,前沿抖动小于10ns,可实现重复频率20Hz稳定运行。     

1 MV小型重复频率Marx发生器研制

设计了MV级小型重复频率Marx发生器,简化了发生器充放电回路,减小了能量损失;分析了隔离电感变化时对发生器输出脉冲电压波形的影响,减小了隔离电感体积,提高了隔离有效性;优化了开关腔体结构,实现了间距连续可调,且受外围结构的变化或振动影响,13个开关间隙置于同一垂线上,火花放电时产生的紫外线或射线相互照射,加速了开关导通,减小了Marx发生器输出电压抖动。塑壳电容降压使用,提高了发生器的可靠性;通过Pspice模拟和三维静电场分析,实现了发生器小型化,整个Marx发生器放置在一个密封纯净SF6气体的金属圆筒内,体积小于0.25 m3。优化设计和实验研究,发生器在高阻负载上输出峰值1.02 MV、前沿约30 ns的高压脉冲,发生器储能290 J,电压幅度抖动约10%,前沿抖动小于10 ns,可实现重复频率20 Hz稳定运行。     

可调控磁场发生器的研制

装置通过STM32系列单片机作为控制芯片,对电流大小进行控制。同时利用电路简单、精度高的传统恒流源电路,反馈电路和控制电路设计出可以通过蓝牙控制的磁场发生器。     

Review of the design of power ultrasonic generator for piezoelectric transducer

The power ultrasonic generator (PUG) is the core device of power ultrasonic technology (PUT), and its performance determines the application of this technology in biomedicine, semiconductor, aerospace, and other fields. With the high demand for sensitive and accurate dynamic response in power ultrasonic applications, the design of PUG has become a hot topic in academic and industry. However, the previous reviews cannot be used as a universal technical manual for industrial applications. There are many technical difficulties in establishing a mature production system, which hinder the large-scale application of PUG for piezoelectric transducers. To enhance the performance of the dynamic matching and power control of PUG, the studies in various PUT applications have been reviewed in this article. Initially, the demand design covering the piezoelectric transducer application and parameter requirements for ultrasonic and electrical signals is overall summarized, and these parameter requirements have been recommended as the technical indicators of developing the new PUG. Then the factors affecting the power conversion circuit design are analyzed systematically to realize the foundational performance improvement of PUG. Furthermore, advantages and limitations of key control technologies have been summarized to provide some different ideas on how to realize automatic resonance tracking and adaptive power adjustment, and to optimize the power control and dynamic matching control. Finally, several research directions of PUG in the future have been prospected.     

压电MEMS超声换能器研究进展

MEMS(micro-electromechanical systems)超声换能器(MEMS ultrasonic transducer,简称MUT)是采用微电子和微机械加工技术制作的新型超声换能器。与传统超声换能器相比,MUT具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、频率控制灵活、频带宽、灵敏度高以及易于与电路集成和实现智能化等特点。是超声换能器的重要的研究方向之一。MUT的研究主要包括压电MUT(piezoelectric MUT,简称PMUT)和电容MUT(capacitiveMUT,简称CMUT)两个方面。本文概述了PMUT研究的发展进程和研究成果,展望了PMUT的研究和应用前景。     

非线性工作状态压电换能器匹配技术

针对压电换能器在大功率下存在复杂非线性而导致匹配参数难以优化的问题,以大功率超声金属焊接为例,通过采集测试焊接过程换能器两端电压的幅值与频率,建立换能器反谐振电阻与驱动电压有效值、频率之间的数学模型;提出基于反谐振电阻模型的最优功率匹配方法,推导了匹配电感电容的计算公式。最后实验验证了数学模型的准确性,且当换能器输入功率在最优功率附近时,匹配网络电能传输效率最高。     

超声波马达的发展──国内最新动态

基于最新参考文献与ＩＮＴＥＲＮＥＴ网络查询,本文提出超声马达或压电驱动器在我国科技领域最新的研究成果及其未来走向。其中,能够引起研究人员兴趣的尖端性领域包括;超声马达的微型化;具有多个自由度的压电驱动器;具有新颖结构的压电驱动器;超声马达的振动实验测试;高分辨率的压电驱动器;超声马达的使用寿命;超声马达的动力学模型等。     

功率超声振动系统的研究进展

功率超声振动系统是功率超声技术中的关键部分,其主要部分包括功率超声换能器、超声变幅杆以及超声工具头或超声辐射器。本文就功率超声换能振动系统设计中经常遇到的一些关键问题进行了简要的归纳和总结,目的在于为功率超声换能器的优化设计和性能改善提供一些有用的设计指南和解决措施。同时,对一些新的功率超声振动系统进行了介绍,并简要分析了其发展趋势和应用领域。     

超声探头的响应特性及暂态回波模型

建立检测系统的数学模型,可以更好地理解超声检测的物理本质。分析了超声波从产生、介质中传播、缺陷耦合以及接收的全过程,将缺陷回波表示为探头响应函数与缺陷响应的时域卷积。利用空间脉冲响应和基尔霍夫近似建立了超声波与平面型缺陷的耦合模型,用大平面试块底面回波和大平面响应进行反卷积求得了探头的响应函数,并详细分析了探头在不同偏置位置时不同大小缺陷响应的特点,发现缺陷回波由直达回波和边缘回波组成,直达回波和边缘回波极性相反,且直达回波的幅值远远大于边缘回波。     

超声检测用窄脉冲探头高阻抗背衬的研制

利用一种简单的压力装置，制作与PZT压电晶片匹配的背衬块，最高声阻抗可达25．1×106kg·m-2·s－1用于试制窄脉冲探头，可以实现1.5周期的脉冲．     

A linear piezoelectric inchworm motor using ultrasonic clamping vibrator

This paper reports a kind of linear piezoelectric inchworm motor us-ing ultrasonic clamping vibrator with ring-shaped three-pile piececonstruction.The clamping vibrator and guide shaft of the motor constitutethe friction pair.The ratio of moving friction coefficient to static one is about1:10,when the clamping vibrator is in resonance.The driving peak voltage ofthe clamping vibrator is only 120V(V_(p-p)).The velocities of the motor are0-2 mm/min,the driving force is about 0.2 kgf,and the mechanic resolvingpower is less than 50nm.The motor's technique is simple.     

Sputtered ZnO film on aluminium foils for flexible ultrasonic transducers

Nanocrystalline ZnO films with both C-axis vertical grown and inclined angled grown were sputter-deposited onto aluminium foils (50 μm thick) and characterised for using as flexible ultrasonic transducers. As-deposited C-axis grown ZnO films were annealed at different temperatures up to 600 °C to enhance film crystallinity and reduce film stress. The C-axis grown ZnO film on the Al foil were bonded onto steel plates, and the pulse-echo tests verified a good performance (with dominant longitudinal waves) of the ultrasonic transducers made from both as-deposited and post-annealed films. Inclined angled ZnO films on the Al foil glued onto steel plates generated mixed shear and longitudinal waves in the pulse-echo test.     

压电换能器阻抗匹配技术研究

超声测距传感器是由压电换能器及其收、发电路所组成的，其中压电换能器的阻抗特性直接影响着超声测距传感器的性能。为提高超声波回波信号的强度，扩大超声测距传感器的作用距离，对压电换能器的阻抗特性进行了分析与测试，设计了压电换能器的阻抗匹配电路，并进行了实验验证。