超声冲击设备及晶粒细化实验研究

介绍了超声冲击晶粒细化表面处理方法以及系统的总体结构,分析了超声电源功率控制和频率跟踪的实现方法,采用由STC单片机、UC3875移相芯片等组成的、功率输出稳定可调节、频率自动跟踪的超声波电源,搭建了超声冲击晶粒细化设备。对电源输出信号进行了测试,进行了两种材料的表面冲击试验。试验结果表明该设备可以满足超声表面晶粒细化冲击的要求。     

超声波焊机功率发生器单片机控制系统的研究

为了更好地提高超声波焊机的功率,改善焊机的性能,采用IGBT管(绝缘栅极双极晶体管)设计了超声波功率发生器的硬件系统,运用规则取样方式实现SPWM序列的算法,采用8098单片机编制软件实现SPWM序列算法的控制及频率自动跟踪.结果表明系统具有较高的可控性,自动跟踪频率精度高,研制的超声波功率发生器适用于超声波塑料焊机.     

超声振动加工中的自动频率跟踪

文章论述了超声加工中的自动频率跟踪的必要性，较详细地阐述了超声加工中的自动频率跟踪原理，介绍并分析了国内外几种典型的频率跟踪系统，对我国超声技术的应用具有实际意义。     

旋转超声加工智能超声波发生器的研究

为进行硬脆材料的旋转超声加工 ,研制了智能超声波发生器。类比于数控插补原理 ,提出了粗精频率跟踪的自动控制方案 ,即 :频率粗调由软件实现 ,频率精调由锁相环电路实现。对振动系统恒定振幅控制进行了理论分析。实验结果表明 ,研制的智能超声波发生器频率跟踪迅速准确 ,并能实现振动系统的恒定振幅控制 ,可以实现振动系统的自动运行     

多频段超声波发生系统应用研究

在超声波植物萃取领域,不同的植物药材对超声波的频率要求不同,且频率是影响提取率大小的重要因素,而传统的超声波发生系统,其工作频率受功率换能器固有谐振区窄带宽的影响,一般只具有一个工作频率。对此,本文提出利用多频换能器切换的方法构建了多频段超声波发生系统,并设计了软件锁频以及最大电流跟踪的复合控制策略,实现了自动查找换能器谐振点及自动频率跟踪的功能,依据换能器电流反馈来调整输出功率及阻抗匹配网络,实现动态响应不同特性的超声波换能器。通过实际实验,验证了整个超声波系统多频段高效工作的可行性。     

一种新型级联式高强度功率超声压电陶瓷换能器

基于传统夹心式压电陶瓷换能器,提出了一种新型级联式高强度功率超声换能器。该换能器由多个半波长夹心式压电陶瓷换能器通过电端并联及机械端串联而成。基于一维理论,得出了换能器的六端机电等效电路,分析了换能器的电阻抗频率特性,并给出换能器的共振频率方程。研究了不同振动模态下,换能器的共振频率、反共振频率以及有效机电耦合系数与压电陶瓷晶堆间距的依赖关系。实验制造2个级联式功率超声换能器,并对其共振频率和有效机电耦合系数进行了测试,实验结果与理论分析相吻合。此类级联式高强度功率超声换能器可望在超声波液体处理、超声波加工等大功率超声技术中获得应用。     

超声振动加工电源的研究进展

综述了超声电源的基本结构和发展历史,并从硬件上分析了超声电源的各种结构和不同控制方式的优缺点。进一步讨论了超声电源系统中频率自动跟踪、功率自动调节和阻抗匹配三项关键技术的实现及其优劣,并指出改善超声电源性能的具体措施。结合当前技术的发展以及超声振动加工的需求,指出超声电源的发展趋势及其设计思路。     

雪莲果SOD超声萃取工艺研究

利用超声波对雪莲果中SOD的提取工艺进行了研究。在单因素试验的基础上,采用正交试验法确立适宜的提取条件,考察料液比、超声处理温度、浸提时间、超声处理功率和超声处理时间对雪莲果中总蛋白提取量及酶活性的影响。结果表明:在超声波频率45k Hz时,料液比为1∶1.5,40℃的超声温度,在超声功率为240 W的条件下萃取7 min,可使SOD酶活性达到最大值。     

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。     

关于超声振动切削中振幅衰减理论的探讨

通过实验研究和理论分析,获得了在振动加工中由载荷增加而引起的功率动态分配也是超声波振幅逐渐衰减的一个重要原因,并从功率分配的角度,通过理论分析得出了二者的数学表达式,验证了实验结果,同时分析了该实验的合理性,给出了几种解决方案,并提出了用神经网络分析振动切削力的思想.实验结果最终表明:在采用频率跟踪后,超声振动加工中的振幅衰减主要来源于功率分配.     

超稠油超声裂解降粘实验研究

利用功率超声开展了超稠油超声裂解降黏实验研究。优选了超声处理参数。研究了超声波功率、频率及处理时间对超稠油降黏效果的影响。并分析了超声处理前后超稠油的族组成及平均分子量变化。实验结果表明:滨南超稠油超声降黏最佳参数为超声波功率1 000 W、频率18 kHz、处理时间30 min。超声波功率对降黏效果影响最大,其次为超声波频率及处理时间;超声波功率越大降黏效果越好;频率增加降黏效果有所降低;超声波处理时间增加,超稠油降黏率先增加后趋于平稳。超声波能破坏超稠油分子结构,使重质大分子裂解成轻烃物质,实现稠油的不可逆降黏,有效改善稠油品质。     

超声波在拔丝加工中减摩降载作用的研究

为了搞清超声波在拔丝加工中产生降载效应的机理,在自制的超声波拔丝装置上对黄铜丝进行了一系列冷拔加工的实验。结果表明,在模具上施加超声波,可以有效地降低拉拔力,超声波输出功率愈大,拉拔力的降低幅度愈大,在本实验的工况范围内,最大可降低３７％。超声波的降载效果与拔丝速度有关,在相同的超声波功率作用下,拉拔速度愈小,拉拔力的减少幅度愈大。通过对拉拔丝材表面的扫描电镜观察,表明施加超声波还可改善线材的表面质量,减少表层损伤,降低表面粗糙度。提出了一个简化的超声波拔丝拉拔力的计算模型。根据这一模型所得出的超声功率和拔丝速度对拉拔力影响的计算结果与实验结果能较好的吻合,从而初步说明了超声波所产生的减摩降载作用主要是由于模具和线材之间的断续接触和冲击造成的。     

工具杆对超声扭转复合振动系统共振频率的影响

依据四端网络理论，利用机电类比方法，研究了具有类圆锥过渡段复合阶梯型变幅杆的超声扭转共振频率和与之相连接的工具杆长度和直径变化的关系．结果表明，随着加工过程中工具杆不断磨损，其长度和直径变化对系统共振频率影响明显．工具杆长度每缩短1mm，系统共振频率约升高700Hz；工具杆直径每减小1mm，系统频率约升高500Hz．这为超声扭转加工振动系统的设计及频率调节提供了参考依据．     

2,3,4,6-四-氧-乙酰基-1-溴-1-氯-β-D-吡喃糖的超声波合成

应用超声技术，在超声波辐射下，合成了若干吡喃糖溴化物及偕双卤代吡喃糖。结果表明，超声波频率、功率对反应收率、速率及选择性均有很大影响。在功率不变时，随着频率的增大，反应速率和收率也增大，选择性提高；在频率不变时，随着功率的增大，反应的收率增大，选择性提高。借助电子自旋共振(ESR)技术，证实此类超声波溴化反应是自由基反应。     

响应面法优化超声波辅助提取红曲米中水溶性色素

研究了红曲米中水溶性色素的超声波辅助提取法的提取工艺.在单因素实验的基础上,采用响应面法研究了超声时间、液料比和超声功率对提取液色价的影响,建立了二次回归模型,得到了提取工艺的最优条件.研究结果表明以上3因素对红曲米中水溶性色素的提取均有显著影响.在提取工艺条件:超声时间为20.6 min,液料比为32.2∶1,超声功率为730 W下提取,红曲米中水溶性色素的色价达到最大值,为570.5 U/g.     

压电片位置对功率超声复合换能器共振频率的影响

研究了压电片位置对功率超声复合换能器机械共振频率的影响,给出了在不同情况下二者之间的关系曲线图。为设计和研究不同频率的夹心换能器提供了依据。     

压电换能器功率输出自动调节特征研究

为了研究换能器的工作安全性能、提高换能器的系统效率,根据压电换能器的工作原理,利用等效电路方法,分析了压电换能器在并联谐振频率附近工作时的频率特性,得出了在并联谐振频率附近的功率输出自动调节规律,应用该规律探讨了功率输出自动调节的频率范围,并对超声清洗换能器在不同负载时的功率输出进行了实验。结果表明:换能器在并联谐振频率附近工作时具有较好的功率输出自动调节功能,对提高换能器的系统效率有一定指导意义。     

超声波电机驱动源的频率跟踪

针对超声波电机工作时对驱动源的特殊要求,设计了一种新颖的具有自动频率跟踪功能的超声波电机驱动源,结合理论公式和ＬＣ谐振曲线阐明了驱动源的物理工作条件,实验证明,该方案能够跟踪超声 电机工作点的变化,使其保持良好的工作状态。     

超声-Fenton氧化降解百草枯废水的研究

采用超声波-Fenton高级氧化工艺联合降解百草枯模拟农药废水,研究了超声-Fenton耦合处理过程中各因素对百草枯溶液COD去除率的影响.结果表明:将百草枯原溶液稀释150倍时,在超声波频率为19 kHz,功率为200 W,超声时间为150 min,H_2O_2加入量为40 mmol,[H_2O_2]与[Fe~(2+)]的物质的量比比例为5时,百草枯废水COD去除效率可达95.1%.     

超声波提取壶瓶枣中芦丁的工艺研究

探索超声波提取山西红枣中芦丁的最佳提取工艺.以芦丁提取量为考察指标,采用单因素试验考察超声时间、超声温度、超声功率、超声次数对提取工艺的影响,并通过正交试验确定最佳工艺条件.实验证明,最佳提取工艺为：超声提取3次,温度65℃,每次40 min,超声功率175 W.本工艺操作简便、结果准确且稳定性好.