AIN/128°Y-X LiNbO_3层结构的声表面波特性研究

本文对A1N/128°Y-X LiNbO_3层结构的声表面波特性进行了研究。得到此层结构在较小的A1N膜厚时,不但具有延时温度系数(TCD)为零的特性;而且,在零TCD时,有高的机电耦合系数(k)及良好的频响特性。     

用1—3压电复合材料设计低旁瓣水声换能器

报道采用1—3压电复合材料设计低旁瓣换能器的方法，可使单个换能器获得低于-25dB的旁瓣级从而显著优化波束。该方法以1—3压电复合材料为换能材料，在设计过程中通过控制换能器的辐射面的形状来对换能器实现窗函数加权，达到控制波束的目的。本文举例阐述设计方法，所提供的实验数据证明了本方法的工程可行性，并与国外同类典型产品进行性能比较。     

穿单孔宽带夹心式换能器

目的研究一种新型结构的宽频带换能器。方法采用一维设计理论,得到换能器的机械品质因数和带宽的表达。结果穿孔的几何尺寸与换能器的带宽有直接的关系。穿一定大小的孔可以拓宽换能器的频带,且随着开孔尺寸的增大频带随之拓宽,但并不是穿孔尺寸越大,频带就越宽,孔穿大到一定尺寸后,频带反而会变窄。结论在电导频响曲线上拓宽了换能器的频带,实验结果与理论计算相符。     

驻波法测声速的原理研究

压电换能器是一种能够将机械能和电能互相转换的功能性材料。利用压电发射换能器将信号源发射出的电信号转变为声波信号,并将声波近似地看为平面波。经过压电接收换能器的反射,在其界面上形成的两列振幅相同、频率相同的波相干叠加产生了驻波。利用示波器与压电接收换能器相连,在示波器上可以观察到压电换能器形成的声压波形以及振幅的大小。移动接收换能器记录声压处于极大值时发射换能器与接收换能器之间的距离。利用该方法测量多组数据,并用逐差法即可求得声速。     

液压缸非线性刚度约束下的换能器振动特性及控制

根据静液式减速带振动能量回收装置的能量收集需求,提出了一种基于液压缸的换能器.对换能器液压缸的非线性刚度特性进行了分析,并得到换能器液压缸等效刚度与活塞位置之间的变化曲线.针对动态特性影响下的换能器的振动问题,建立了一种液压缸非线性刚度约束下的换能器振动模型,并采用平均法求得系统的幅频响应,分析了换能器液压缸非线性刚度...     

纵振复合双足直线超声电机

为了有效提高超声电机的机械输出性能,研制了一种纵振复合双足直线超声电机.该电机由两个竖直纵振换能器和一个水平纵振换能器组成,水平纵振换能器上变幅杆末端小端面与竖直纵振换能器变幅杆大端侧面结合,且变幅杆为采用一整块硬铝合金加工而成的一体件.对电机的工作原理进行了分析,利用有限元方法对电机进行了设计与仿真,实现了电机两个基本振动模态特征频率的简并.采用多普勒激光测振仪对样机振动特性进行了测试,测试结果与有限元分析结果吻合良好.机械输出特性测试结果表明,样机最大速度为602 mm/s,最大推力达32 N.     

冲击加载对爆电换能器电输出特性的影响

为阐明自供能装置中以压电陶瓷为核心装置的动态响应特征,通过模拟自供能技术中爆电换能器冲击压电陶瓷的真实工况,揭示了冲击应力对压电陶瓷电输出特性的影响.利用霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)作为冲击装置,通过改变子弹的冲击速度进行冲击PZT-5压电陶瓷实验.同时利用有限元分析软件进行冲击压电陶瓷的有限元分析,将实验结果与仿真结果进行对比.结果表明:实验结果与仿真结果基本吻合,冲击速度在7～31.3 m/s时,通过改变爆电换能器的冲击速度可以改变爆电换能器的输出电压峰值,并且爆电换能器中的压电陶瓷受到的冲击应力峰值与压电陶瓷产生的电压峰值呈正相关.     

一种扭转振动复合换能器等效电路的研究

目的对一种扭转振动复合超声换能器进行研究。方法仿真建模,有限元分析法。结论建立了此换能器机电类比等效电路模型,推导了此换能器的扭转振动频率方程的解析式及共振频率的计算公式;分析了换能器的共振频率与其几何尺寸之间的关系,对该换能器的扭转振动模态进行了分析。结果换能器的共振频率在其他尺寸不变时随着外环金属薄圆环的半径增大而降低,随着内环金属薄圆环的内半径减小而降低。     

线阵阵元间距和宽度对波束指向性的影响

基于阵元尺寸及间距变化对超声波束指向性的影响,分析了阵列换能器的指向性特征.针对要求波束指向特性指标严格的阵列换能器,研究了其阵元宽度和间距的变化对波束指向性的影响.结果表明,阵元尺寸差异对主波束的宽度无影响,增大阵元宽度可以增大声压幅值并提高接收信号的信噪比.阵元宽度和阵元间距同时变化对波束的指向性影响较大.经过对部分阵元间距及宽度变化的阵列换能器指向性的仿真实验,说明理论分析是可行的.