压电陶瓷换能器在超声波测距仪中的应用

文章介绍了超声波测距的原理,论述了超声波测距仪的主要部件——压电陶瓷换能器的结构设计。证实将振子设计成压电陶瓷和金属片的矩形粘合片的形式,可实现与空气声阻抗良好的匹配。并当谐振频率为36kHz时,弯曲振动模式产生的超声场呈扇形,使所发射的超声波在空气中的传播效率较高,满足了仪器对检测范围、精度和灵敏度的要求。     

压电换能器在海洋工程中的应用

简要介绍了声纳的原理及其换能器振动模式，旁视声纳换能器设计的特殊问题，换能器最佳频率的选择、换能器指向性、换能器乘积阵理论和结构以及换能器在海洋工程中的应用     

压电陶瓷圆片弯曲振动换能器理论和实验

导出了在边缘简支下压电陶瓷圆片弯曲振动位移响应，给出谐振频率，输入导纳，发射功率响应和接收灵敏度响应，所得理论结果得到了实验测量的支持。     

夹心式功率超声压电换能器负载特性研究

在等效电路理论的基础上，对大功率夹心式压电超声换能器的负载特性进行了研究，重点讨论了两种常用的负载，即超声清洗等液体处理技术中的液体负载以及用于超声加工和超声钻孔等技术中的固体负载，探讨了负载对换能器共振频率的影响。结果表明，对于液体介质，当液面的高度在一定范围内增大时，换能器的共振频率会降低，当液体负载横截面积增大时，液面高度对换能器共振频率的影响增大，对于固体负载，当超声加工工具的长度减小时，换能器振动系统的共振频率升高，当超声加工工具的横截面积较小时，工具长度对换能器系统频率的影响很小。     

单片机在超声波恒功率控制中的应用

介绍一种单片计算机控制的恒功率控制超声波焊接加工电路。在原恒压输出电路基础上，增加单片计算机控制的恒轼率控制电路，实时检测输出功率，调节控制压控放大器增益，控制电路的输出电压，实现输出超声波功率保持恒定。消除由于焊接点表面阻抗不稳定对焊接质量的影响。采用偏差算法，控制响应快速，效果良好。     

LLCC电路在压电陶瓷变压器上的应用

结合压电陶瓷变压器的特点,介绍了压电陶瓷变压器的等效电路.为了使压电陶瓷变压器获得良好的工作性能,必须使其工作在固有谐振频率并有良好的阻抗匹配,因此提出了将LLCC谐振电路应用在压电陶瓷变压器上的方法,并对该电路的特性进行了分析.分析表明,LLCC谐振电路能满足在压电陶瓷变压器的应用,并且根据其固有谐振频率的大小,可以推算出阻抗匹配电路的参数.     

压电陶瓷在车身板件振动主动控制中的应用研究

针对汽车车身低频振动不易控制的问题,将压电陶瓷作为传感/致动元件,主动控制车身板件的振动变形,以抑制或消除车身板件的低频振动。根据致动器控制力分析和车顶棚模态分析的结果,提出了压电传感器和致动器同位对称布置的方案。采用模糊控制算法,设计了振动主动控制器,并搭建了车顶棚振动主动控制实验台。独立模态振动控制试验结果表明,采用压电陶瓷智能结构对车顶棚振动进行主动控制后,压电传感器检测到的电压降低了14%～23%,即有效控制了车顶棚的低频振动。     

单片机AT89C2051在超声波测距系统中的应用

介绍了一种基于单片机AT89C2051的超声波测距系统,重点阐述该系统的硬件电路设计和软件设计,并利用温度检测电路有效消除了环境温度变化对传播速度的影响;在数据处理方面,利用最小二乘法得出实际值与测量值之间的补偿公式,从而使系统的测量误差进一步减小;在盲区消隐方面,通过预置触发器,并在软件上采用延迟接收技术,有效消除了串绕信号,进一步提高了检测的精度及灵敏度.     

超声波在石油管道变形检测中的应用研究

超声波作为一种传输信息的媒体,具有直射性和反射性以及不易受光照、电磁波等外界因素影响的特性,因此在探伤、测距、测速等多种领域越来越受到重视。采用ARM8019控制器和收发两体的超声波换能模块,设计了石油管道变形检测系统,并对系统进行了现场实验,实验结果表明系统能较好地检测管道变形,检测精度为±0.5cm。与传统应变式检测方法相比,超声波检测还可以适应不同管径的石油管道,实现多管径管道变形检测。     

压电陶瓷微位移驱动器在活塞仿形加工中的应用

分析了活塞仿形加工方法中存在的不足,提出了应用压电陶瓷微位移驱动器进行实时误差补偿,改善和提高活塞仿形加工性能的方案．针对压电陶瓷驱动器的非线性特性,给出了对其控制电压进行校正的方法．采用所提出的误差补偿方法能够有效提高活塞加工精度．     

基于单片机控制的压电陶瓷变压器驱动电源

以单片机及其控制电路为基础,设计了压电陶瓷变压器驱动电源,该电源为压电陶瓷变压器提供特定的振荡信号,根据压电陶瓷变压器的输出信号,适时调整输入频率,使其与压电陶瓷谐振频率一致,最大限度地保持了压电陶瓷的升压比,保证了压电陶瓷变压器的最大输出。实验数据表明,利用该驱动电源控制的压电陶瓷变压器,具有响应速度快,稳定性好,结构简单,调试方便,造价低廉,实用性强等特点,适用于压电陶瓷驱动器。     

1 mm管式悬臂梁结构微型超声马达研究

利用外径1.0 mm,内径0.6 mm的压电PZT陶瓷管,研制了相同结构的三种不同长度悬臂梁的管式微超声马达.为改善定子与转子之间的摩擦性能,在定子的自由端粘结金属帽形成复合定子.马达定子外壁均匀分为4个电极,内壁接地;为消除引线对定子振动的影响,电极通过固定座直接连接到驱动电路.通过不同质量的负载,调节定子和转子之间的预紧力.考虑定子管长和金属帽的影响,采用有限元方法分析定子共振频率和有效机电耦合系数随陶瓷管长度和金属帽质量的变化.结果表明,随着管长或金属帽质量的增加,定子共振频率和有效机电耦合系数下降.根据理论计算和实验测量,表明所研制的微型超声马达第一阶弯曲共振频率的理论分析值与实验测量值吻合.实验测量还表明,马达在定子共振频率附近具有最大转速;并且在相同预紧力下,马达转速随电压近似线性增加,当电压加至120V时,转速可达每秒85转,加大预紧力,马达输出力矩提高,当预紧力加至70 mN时,输出力矩可达4.7μNm.     

管形径向复合压电陶瓷超声换能器

对一种圆管形径向复合压电陶瓷超声换能器径向振动特性进行研究.该换能器由径向极化薄壁压电陶瓷短圆管与薄壁金属短圆管径向复合而成.基于弹性力学理论和机电类比原理,建立了换能器径向振动机电类比等效电路,并推导出其径向共振频率、反共振频率方程及有效机电耦合系数的解析式.实验加工了一些径向复合换能器样品,并对其径向共振频率及有效机电耦合系数进行了测试.结果表明,理论与实验测试结果相吻合.     

压电双晶片弯曲振动频率方程及其位移解

利用小挠度理论推导设计压电双晶片弯曲振动的频率方程,得到其弯曲振动位移解.利用有限元方法计算压电双晶片弯曲振动的谐振频率.对研制的压电双晶片振子测得其谐振频率,测试结果与有限元计算结果、利用压电方程和小挠度理论推导的频率方程求得的结果相吻合.这说明,所推导的频率方程可于设计自由边界压电双晶片振子.     

铌镁酸铅压电陶瓷的研制

1 配方及工艺 1.1 材料配方材料选点在铌镁酸铅三元系室温截面相图相界线上,配方通式为 Pb_xSr_(1-x)[(Mg_(1/3)Nb(_2/3))_(1-y)(Ti_(0.38～0.44)Zr_(0.35～0.5))_y]O_3。配料原材料均为试剂(表1)。     

掺杂PZT压电陶瓷材料的研制及其发展趋势

在介绍掺杂PZT压电陶瓷材料制备的基础上,总结出生产掺杂PZT材料的最佳烧成条件,指出所研制的样品已达到或超过压电点火材料的水平,但所选系统仍有潜力可挖,只要工艺合适,性能完全能再提高,对无铅压电陶瓷材料的发展趋势进行了展望。     

基于DC-DC升压和LC振荡的叠层压电陶瓷驱动电源研究

根据叠层压电陶瓷的大容性负载特性,在电路分析的基础上提出了基于DC-DC升压变换器和LC振荡的驱动控制电源,在驱动电路中加入偏置电压,使输出电压在-20 V到100 V之间,满足叠层压电陶瓷的驱动要求.将此驱动器用于压电直线电机,电机运转平稳,电路功耗小,通过匹配不同的电感实现了宽频率范围驱动.     

压电陶瓷电性能老化问题的研究

压电陶瓷的电性能老化问题对对压电陶瓷的理论研究和应用都具有重要的意义,这篇论文阐述了压电陶瓷的老化机理,研究了影响老化的因素和温度、压力、电场和生产工艺,提出了防止电性能老化、改善制品质量的措施。     

压电高压能源变换器工作频率特性

为研究压电变压器在高压能源变换器中充电过程的工作频率特性,利用基波分析法得出变换器输出电路的等效模型.分析变换器在充电过程中的频率特性,得出输出的等效电容随工作周期的增加而增加,等效电阻随工作周期迅速增加并达到最大,然后开始缓慢减小并趋于稳定值.整个变换器充电过程中,变换器的工作频率随着工作周期的增加而减小,但变化较小,9万个工作周期(约合1.1s)内,工作频率变化约为0.8kHz.