标准超声换能器辐射电导的电学法测量

基于串联共振等效电路得到的超声功率表达式,阐述了用4192A型阻抗分析仪测量标准超声换能器辐射电导的方法.将电学法测量的辐射电导与基于辐射压力法的毫瓦级超声功率国家基准装置的测量结果进行了比较,结果表明:标称频率为2.5、5.0 MHz的石英晶体标准换能器的辐射电导的测量误差分别为0.35%和2.11%,在电压表误差≤1%的情况下,可以保证换能器辐射的超声声功率误差≤3%.实验研究证实该方法是一种简便、准确可靠的方法,不但可以对使用辐射压力法所得到的结果进行比对,也可以作为新的计量基准或标准使用.     

透镜式聚焦压电换能器超声功率测试分析

从声学原理出发推导了作用于锥面反射靶的超声功率和辐射压力之间的关系,在此基础上设计了一种新型超声功率计,该超声功率计采用反射靶加吸收靶的结构形式,避免了反射声束之间的相互干扰.用校正螺母对该功率计进行了校准和误差分析,并采用3个不同角度的反射靶对该声功率计进行了验证.理论分析和实验表明:在0~200W的测量范围内,采用3个不同角度的反射靶测量结果基本吻合,最大相对误差为10%左右;被测量的透镜式聚焦压电换能器的电功率、声功率随着驱动电压的升高而增大,且声功率增加逐渐变缓,呈一定的非线性.     

水听器法测量功率超声振动珩磨空化声场分布

为了直接、简便地研究功率超声振动珩磨作用下的空化效应,对其声场建立数学模型,采用水听器对功率超声振动空化声场参数进行了定点测量,对数学模型所得到的仿真结果进行验证。为了研究流体介质中超声空化声场的分布情况,采用水听器法对不同功率与不同种类液体介质中的辐射超声场进行了多点声压测量。通过对比试验数据分析发现,声波沿换能器截面方向成对称分布,沿换能器轴向方向随距离的增加而衰减;不同种类的液体介质也会影响声压的分布以及空化效应的强弱。该方法可以直观的评价超声振动珩磨作用下的空化声场的强度和分布情况,对后续研究超声珩磨的空化泡动力学行为以及对超声振动珩磨装置的优化设计具有一定的实际应用价值。     

一种新型的智能化超声功率计

研制了一种新型的大量程智能化超声功率计,功率接收靶被设计成空心腔体形式,其自重为水的浮力所平衡,以此扩大功率计的量程;用荷重传感器测量靶面上的超声辐射太力,以此求得辐射功率,用微处理器控制数据采集与处理,以实现测量智化,理论分析及实验表明：该功能计测量超声换能器辐射面直径最大可达１３３ｍｍ,测量超声功率最大可达９９９．９Ｗ,理论分辨率为０．３Ｗ,测量超声频率最低为１２５ｋＨｚ。它适合于对中、大功率超声换能器,尤其是大口径、多元超声换能器阵列超声功率的测量。     

扫描声强法测量四极子声源声功率时参数确定

以四极子声源为例,建立了以矩形测量面锯齿形为扫描路径扫描声强法测量机器声功率的误差函数的数学模型,分析了声功率测量时矩形测量面大小、扫描测量面到声源的距离、扫描线密度误差的影响.根据声功率测量误差仿真曲线,给出了测量机器声功率时矩形测量面尺寸、测量面距声源距离、扫描线密度的确定方法.依此方法确定矩形测量面几何参数,提高了测量效率,为快速准确地测量声源的声功率奠定了基础.     

超声对皮肤作用的初步研究

1 材料和方法本实验采用健康的中国本兔15只(雌雄兼有).脊柱两侧剃毛后,暴露皮肤.辐照强度I_(SATA)(空间平均,时间平均值强度)取四种不同剂量:10,20,25和30W/cm~2.幅照时间2min实验采用1MHz的聚焦换能器,由高频讯号发生器经功率放大器放大后接到换能器上产生超声波.每次实验前先用声功率计校准一次声功率.然后计算出超声强度.幅照后喂养     

光衍射法检测叉指换能器激发的声场分布及其倒速度图

本文介绍了利用声波引起的光衍射现象研究在铌酸鋰晶体和石英晶体的某些切割表面的叉指换能器所激发的声场分布及其倒速度图。所采用的实验方法有简单光探针技术,暗场法以及倒速度图显示等三种。分别对线性调频叉指换能器向两端辐射声功率流的不对称性、叉指换能器激发声场的能量分布以及叉指换能器激发各种声波的倒速度图进行了初步的研究和简单的讨论。     

功率超声换能振动系统的优化设计及其研究进展

分析了功率超声换能振动系统的工程设计问题,探讨了在不同负载条件下,影响功率超声换能器电声效率的关键因素,并给出了具有指导性的设计原则,为功率超声换能振动系统的优化设计和性能改善提供设计指南和指导措施.并对近期发展的功率超声振动系统进行了分析和综述,重点阐述了两种新型功率超声振动系统,即三维全方位超声辐射换能器以及径向夹心式压电陶瓷复合换能器,对其设计方法和性能优化进行了总结.     

利用声场重构预估声源辐射声功率

针对中低频声辐射,提出了基于声辐射模态、利用声场重构进行声功率预估的方法.通过声场重构获得声源辐射的整个声压场,基于远场径向积分来计算声功率,推导出了辐射声功率计算公式.以平板声源为例进行仿真验证,讨论影响预估精度的一些因素,分析声场重构法预估声功率的稳定性,并与工程测量法进行对比分析.结果表明,由于声场重构法基于近场测量,能够获得远场足够多的信息,在测点不多的情况下可以达到更高的预估精度,并且具有很好的稳定性.     

机器结构噪声转动功率流的测量

利用互功率谱的方法对安装在混凝土地板上的小型排气扇工作时产生的转动结构声功率流进行了测量 ,对不同的地板和不同劲度系数的隔振支架对结构声功率流的影响以及各自由度的结构声辐射进行了比较和讨论     

基于远场方法的结构声辐射模态研究

以平板为例，采用瑞利积分构造辐射算子，研究了通过远场方法获得的声辐射模态及其物理意义，给出声辐射模态的辐射效率，并进一步讨论了其与近场方法的声辐射模态之间的关系，明确了声辐射模态为辐射体的固有性质，可通过不同方法获得．在此基础上，运用远场方法的声辐射模态进行声功率的计算，对声功率表达式进行了截断并作进一步改进，这样仅用特征频率的前L阶声辐射模态就能计算不同频率的总声功率，使得计算和控制声功率得以简化．     

流动管道内噪声源辐射声场数值预估

流动管道内噪声源辐射声场问题难度很大。该文给出了经实验考核的流动管道内声源辐射声场数值预估方法,并给出了圆管外声压级指向性系数图。利用这些图和简单公式,通过测量管外一点的声压级就可确定管内声源声功率。该文数值方法采用线化Euler方程,四阶MacCormack差分格式和Tam与Webb的无反射边界条件数值预估有流动的圆管出口辐射声场,并用声强扫描仪和声级计在半消声室中测量了管内声功率及管外声压分布,数值计算和实验所得声压指向性系数符合良好,最大误差小于1dB。     

线性压力传感器的静态标定

以静态标定理论为基础，对原航空工业部线性压力传感器静态检测标准存在的问题进行了研究，并提出一种线性压力传感器全自动静态标定方法，该方法能减少过去对压力标准源精度的依赖及检定循环次数，提高标定工作效率，降低标设备的成本，弥补现行标准中的不足。     

车辆驾驶室减振降噪分析与结构设计

利用薄板理论建立了汽车驾驶室壁板的微分振动方程。对驾驶室进行了试验模态分析,得出固有频率和基本振型变化。发现顶板和后壁板振动最大,采用辛几何法计算出了驾驶室顶板和后壁板的固有频率,其值与试验值基本一致,对驾驶室后壁板和顶板分别采用敷贴阻尼材料和加筋板的降噪方法,利用声辐射理论,对改进后的驾驶室降噪效果进行了数值模拟,结果表明,壁板固有频率处的辐射功率和辐射声压级最大,与理论分析相符,并且改进后的驾驶室内部噪声明显降低。     

生物组织热导率的脉冲衰减法测量

采用脉冲-衰减法测量生物组织的热导率，通过合理设计测量电路、选择电路参数，可以使脉冲输入期间探头输入功率的变化小于1％．当测量工况变化时，探头输入功率会产生较大变化，为此，提出了改进的脉冲衰减法．采用本方法，还可以适当提高脉冲输入期间探头的输入功率以增加探头温升，从而减少探头输入功率测量误差以及温度测量段温度测量误差的影响，提高热导率的测量精度．测量结果表明，由于脉冲-衰减法在推导时没有考虑探头尺寸的影响，造成热导率的测量值偏大；为此，进一步给出了一种热导率的测量值的简单修正方法，经修正后的热导率的最大误差为4．25％，平均误差为2．05％．     

多种激励条件下复杂圆柱结构的中频声辐射预测及验证

利用混合有限元-统计能量分析法,研究不同激励条件下复杂圆柱结构的声辐射特性.构建了一种空中及水下航行器的典型结构——复杂圆柱结构.在半消声室中测量了圆柱结构腔内声压级水平.结果表明:在不同激励条件下,该方法预测的复杂圆柱结构在中频段的声压值与实验测量结果比较吻合,能够较准确反应各个频率段及拐点处的声辐射情况.预测误差随激励的类型及频率的改变存在一定差异,其中声-力混合激励下预测误差最小.随着频率的增加预测精度越来越高.     

交流接触器运行噪声的在线测量实验

首先通过大量的交流接触器样本实验,在标准消声室中分别使用传声器、加速度传感器和声级计提取振动噪声信号;然后,采用零阶声源模型构建交流接触器的标准声辐射指数信息库,并对标准声辐射指数信息库修正;最后,通过测振法开发交流接触器运行噪声在线测量系统.测试结果表明:基于测振法在线测量系统和声级计测量结果误差为±1.5dB,重复性误差为±1dB,测量结果不受背景噪声影响.     

声场流化床颗粒浓度时间序列分析

在内径140mm,高1600mm的声场流化床中,以FCC颗粒为流化介质,采用光导纤维探针测定不同轴／径向位置的颗粒浓度时间序列,通过统计分析、功率谱分析和小波分析揭示外加声场对颗粒浓度的影响。结果表明：声场的引入降低了颗粒最小流化速度,声压越大最小流化速度越小,声波频率在150HZ时最小流化速度最小。颗粒浓度功率谱呈现宽频且有明显主频的低频信号,声压越大主频的峰值越小,颗粒浓度信号的主频峰值随频率先下降后上升。对颗粒浓度信号进行5尺度离散小波变换,声场流化床中颗粒浓度信号高频部分增加,低频部分减小。     

约束阻尼结构油底壳的辐射噪声响度研究

建立含机油的约束阻尼结构油底壳的耦合模型及其辐射声场无限元模型,测取螺栓的振动加速度,将其加载于油底壳螺栓孔处计算油底壳辐射声场.提取距油底壳底面中心垂向10 cm处的声压仿真值,在500~3 000 Hz内的声压仿真值与测试值十分吻合,验证了油底壳声学计算的准确性.分别以油底壳辐射噪声A计权声压级总值及响度值为目标进行优化计算,对比分析可得:A计权声压级总值较低的噪声可能使人感觉噪声强度较大,以响度等声品质指标为目标才能最直接地改善部件的NVH性能.以辐射噪声响度为目标函数,采用自适应模拟退火算法对油底壳各层厚度进行优化,优化后响度值较原机降低40.0sone,降幅达27.3%,且改进后的总质量降低21.2%,NVH性能明显改善.