摘要：为提高超声波换能器电声转换效率,常在驱动电路中增加阻抗匹配网络。该文基于全桥逆变电路结构,提出一种带阻抗匹配的超声波换能器变压器驱动电路,充分考虑变压器参数及特性,将匹配网络设计于变压器低压侧,降低对匹配器件的参数要求,提高匹配网络的适用性。通过对驱动电路工作原理及电路阻抗变换分析,给出了匹配网络和驱动信号参数的计算方法。仿真结果表明,在相同供电电压前提下,超声波换能器有效驱动电压提高42.6%。

摘要：超声波洁牙器在医疗领域,特别是口腔医学中成效卓越。然而,频率的突变和漂移对超声振动系统的稳定性和可靠性构成了挑战。本文针对医用口腔超声波洁牙器的工作特性,设计了一种新的谐振频率检测机制,并引入了一种基于最大电流法的变步长微分控制方法。结合相位锁定技术,笔者提出了一种复合控制方法,旨在提高超声波洁牙器的清洁效率和可靠性。模拟试验的结果验证了该方法的有效性和稳定性,表明新的频率追踪方法能在不同工作条件下精确追踪超声波换能器的频率,并具有较高的抗干扰能力。本研究为超声波设备的频率控制提供了新的思路,有望为超声波技术在口腔医疗中的应用提供更可靠和高效的支持。

摘要：为了提高换能器的控制精度,从理论和实验方面研究了超声波液体处理中的负载液体声场分布与超声波换能器振动性能。采用有限元分析软件对设计的超声波换能器和振动系统进行仿真研究,通过COMSOL进行模态分析,研究了换能器谐振频率等参数;建立实际液体处理有限元模型并对超声振动系统进行压力声学分析,得到负载液体中的声压、声强度等参数。基于ASIC锁频芯片实现超声振动系统频率的实时控制,实验表明换能器的实际谐振频率与仿真谐振频率误差仅为0.12%,实际输出振幅误差小于0.5μm,声强误差小于0.1 W/cm2。仿真模型与实际误差较小,能精准预测换能器的工作状态,有助于指导换能器的设计、液体声场的分析。

摘要：为了减弱风场在超声波换能器测风阵列中产生湍流,降低湍流对信号采集精度的影响,分析了换能器阵列影响流场的因素,采用6个收发一体的超声波换能器,设置独立的3条测风路径,根据不同来流方向,建立了风速计算模型,结合换能器晶片的工作特性,改进测风阵列的设计,降低了阴影效应的影响。利用FLUENT软件,通过设置不同的雷诺数、来流风速和风向参数,仿真了流场在阵列中分布特性,得到阵列速度云图和测风路径速度变化图,验证了改进后的测风阵列性能有效提升,说明了所设计阵列能满足测风精度提高的要求。

摘要：利用回声信号探测无声目标的原理,测量信号往返所需时间与在水中超声波声速的乘积,就可以确定目标所处的位置。根据该原理来探测海底微地形的高程数据,为此对适合于深海环境下工作的超声波换能器参数进行了理论分析与设计计算,该参数将为海底微地形探测系统提供技术依据。

摘要：设计并制作了一种用于强酸性输液系统除垢的超声波换能器。利用聚丙烯管道组装的静态流体超声场强测试系统研究了影响超声传播的因素。结果表明,使用陶瓷超声发射头有利于超声能量向液相传输,随导波棒粗端与陶瓷发射头接触面积增大,超声波能量传输效率提高。结合有限元分析软件确定了换能器的振动节点,优化换能器结构设计。在硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸酸体系中测试了换能器陶瓷超声头的耐酸腐蚀性能。实验结果显示,主晶相w(Al2O3)>75%、碱金属和碱土金属氧化物总含量小于5%的氧化铝陶瓷超声发射头可以耐受酸度为1.0mol/L硫酸的腐蚀。w(Al2O3)>99%的刚玉陶瓷可用抵御0.5mol/L氢氟酸、或大于1mol/L硫酸的腐蚀。用主晶相w(Al2O3)>75%的氧化铝陶瓷超声发射头,在模拟某锌业公司的实际生产的酸性体系中测试3个月,超声发射头无明显腐蚀。

摘要：为了提高超声波换能器电源的智能性和通用性,本文提出了一套以高性能ds PIC30F4011单片机为控制核心的换能器电源解决方案,并进行了相关的软硬件设计。该方案基于键盘输入选择标称频率拓宽了换能器的标称频率选型范围;基于最大电流法检测谐振点设定最佳频率保证了换能器电声转换的高效性;基于电压反馈检测调整输出电压和保持换能器的功率稳定,主要检测过程采用软件实现。实验结果证明采用该方案的超声波换能器电源具有现实可行性。

摘要：当前超声精密工程应用领域不断向纵深发展,迫切要求国内相关研究人员对超声波换能器驱动电源有更进一步的认识,以便针对具体技术难点和待攻方向研制出高性能超声波电源。本文基于超声波换能器驱动电源的工作原理,主要阐述了近几十年来该领域的发展历程及其关键技术的分析。通过模拟控制系统和数字控制系统特点的相互对比,可以表明数字控制技术在超声波电源控制系统中占有绝对优势,并且需要依据不同应用场合的特点来选择不同的控制理论和控制策略;另外,在设计超声波电源系统的过程中,必须要重点注意其中部分关键技术问题的研究,以利于该领域在实际生产生活中获得更大的应用价值。

摘要：针对超声波换能器特点设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的超声波换能器测试平台,对换能器的参数进行测试以达到换能器一致性匹配的效果。首先,需求分析阶段明确换能器的测试项及完成测试电路的设计,分析了测试程序中的各项指标,用虚拟仪器作为人机交互界面,利用虚拟仪器中的波形处理函数得到换能器的谐振频率与反谐振频率,通过谐振频率与反谐振频率计算出机械品质因数,最终实现了换能器各项参数的测试。

摘要：本文主要探究了超声波测风系统的软硬件设计内容,并通过风洞标定试验对本系统的应用效果进行了验证。该系统的主控单元采用低功耗、高性能的MSP430F5528单片机,使用TDC1000收发一体超声波换能器,获取顺风和逆风下超声波信号的飞行时间,并通过时差法求得风速。试验结果表明,本系统的风速测量结果与风洞实际风速十分接近,误差在0.04 m/s~0.08 m/s,超声波测风精度较高,达到了设计预期。