变步长微分控制的超声波换能器共振频率追踪

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。

基于超声波换能器的钢筋机械损伤与锈蚀损伤检测及其对比研究

超声导波检测技术有检测耗时少、覆盖范围大等优点.为检测钢筋混凝土结构中钢筋损伤,采用超声波换能器研究不同深度和位置的机械损伤对超声导波传播的影响,建立损伤程度与导波特征关系.通过反射系数C定量分析损伤程度,并结合损伤反射回波判断损伤位置.在钢筋点锈蚀以及均匀锈蚀损伤检测中,锈蚀程度达到最大时,L波实际波速分别为4738.1 m·s^(-1)和5069.7 m·s^(-1),以此区分锈蚀损伤与机械损伤,最后基于小波变换的时频分析判断损伤状况.研究成果可为钢筋损伤检测研究提供参考.

超声波换能器测风阵列的改进设计

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。

超声波换能器特征参量电测法的研究

选择不同的机电模拟系统得到压电式及磁致伸缩式超声波换能器的等效电路。对换能器等效电路输入阻抗特性进行分析 ,并由等效电路输入阻抗的导纳圆或阻抗圆确定换能器的谐振频率、机械品质因数和工作带宽等特征参量。

基于300kHz超声波换能器的高精度测距装置

超声波测距具有一系列优点,但因其易受工作环境的影响,难以达到较高的精度.文中在分析引起超声波测距误差主要成因的基础上,选用300 kHz超声波换能器作为超声波收发元件,采用MSP430F235单片机作为主控器,其钟频达到16 MHz,以提高系统计时精度,并采用DS18B20作为温度补偿测量器件设计了一款测距装置.此外,文中提出了一种按回波脉宽估算回波滞后时间的方法,该方法测量和计算均很方便,可在不增加过多硬件和软件开销的情况下,提高测量精度.实验表明：在0～600 mm的测量范围内,以空气作为声波传媒,反射面为玻璃、柴油、机油、沥青和水等具有良好反射性能物质的条件下,其测量精度＜±l mm.该设计实现的超声波测距系统具有高精度低功耗、电路简单、数据处理方便等特点.适用于各种液位和具有良好反射面距离的高精度测量.

超声波换能器驱动和接收电路的研究

本文较全面探讨了超声波换能器驱动和接收电路的多种电路组成形式，各种电子儿器件的应用及了作特点，并例举了实例加以说明。

深水超声波换能器设计

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。

超声波换能器在次声波合成过程中失真补偿算法的研究

本文介绍了一种次声波的合成原理,并对次声波的发射装置进行了研究,主要分析了超声波换能器输出波形对次声波频率精度的影响。采用基于换能器解卷积的方法对回波信号进行处理,应用FIR数字滤波器及LMS自适应算法,来构造解卷积滤波器。经MATLAB6.5计算机仿真实验结果证明,采用该方法对换能器进行解卷积后,得到的回波信号的带宽明显变宽,提高了次声波信号合成精度,进而改善了次声波的频谱精度。

静电超声波换能器及其应用

静电超声波换能器及其应用刘镇清，魏墨（同济大学声学研究所）０引言超声波换能器是产生与接收超声波的器件。目前已发展了几种非接触的、有些还是宽带的超声波换能方式［１］，静电换能器便是其中一种。由于静电换能器结构简单，近十余年来各国学者努力探索它的适用性，...

超声波换能器驱动和接收电路的研究

较全面探讨了超声波挨能器驱动和接收电路的多种电路组成形式，各种电子元器件的应用及工作特点，并例举了实例加以说明。

基于磁通控制可调电抗器的超声波换能器动态匹配策略

提出了一种基于磁通控制可调电抗器实现超声波换能器动态匹配的方法。建立了换能器和可调电抗器动态匹配系统。得到了换能器系统谐振频率和变压器二次侧注入电流之间的关系。通过跟随系统工作频率的变化，改变注入变压器二次侧的电流值使其一次侧呈现出能够实现系统谐振的电感值。实现了换能器大频率范围工作和高效率的输出。建立动态匹配试验电路，证明了方法的正确性和可行性。

超声波换能器材料的设计与研究

本文就超声波换能器所用材料进行了分析与讨论,介绍PZT的结构、相图与制备方法,重点对PZT的掺杂改性进行了研究与总结,最后介绍了关于PZT的当前的研究热点与研究方向。

导纳圆图在压电式超声波换能器中的研究

分析压电式超声波换能器的等效电路,并由等效电路输入阻抗的导纳圆图确定了换能器的元器件参数以及谐振频率、机械品质因数和工作带宽等特征参量。

4.5kW超声波换能器电源系统

基于PWM技术的大功率超声波电源由于采用单片机智能控制系统,从而使电源频率可实现人工设定,输出电压亦可通过调节可控整流角α而改变,单片机模拟输出的SPWM信号可使硬件电路简化,系统功率因数与效率大大提高,同时采用高频调制后可获得高质量的输出电流波形,抑制了高次谐波,使换能器损耗减小,从而可为大功率超声波换能器在各个领域的应用提供性能优良的超声波电源。

超声波换能器性能指标测试方法的研究

介绍了一种新的超声波换能器灵敏度的测试方法，排除了常规测试方法中仪器对它的还响。对超声波换能器的频率特性测试，采用了一种简便、经济、实用的方法，并给出了测试结果。

CHSD-1型超声波换能器电源的设计与实现

介绍了一种应用单片机产生SPWM信号、由IPM智能功率模块组成大功率超声波换能器电源系统的构成、工作原理和软件设计思想。

简易超声波换能器频率测试仪的研究

对超声波换能器频率测试系统进行了探讨 ,并在此基础上提出了改装设想 ,分析了所研究的简易超声波换能器频率测试仪的电路原理及实验结果 .

水下探测微电容超声波换能器线阵设计与封装

提出一种应用于水下探测的低频微电容超声波换能器阵列。在分析微电容超声波换能器阵列复合结构和工作原理的基础上,建立了换能器阵元和一维线阵的指向性表达式,并通过分析结构参数对指向性的影响,确定了阵列几何参数。针对微电容超声波换能器水下应用需求,研究了阵列水下封装方法,通过封装结构设计和封装材料的选取,完成了换能器阵列水密封装。同时,制定了换能器阵列性能测试方案,并搭建了相应的测试、探测系统,经测试换能器线阵-3dB主瓣宽度为5°,最大旁瓣级为-13.5dB,可实现水下1m范围内的目标清晰探测。实验表明,提出的微电容超声波换能器阵列设计和封装方法合理,为改善微电容超声波换能器阵列水下探测性能提供了设计依据。

基于单片机控制的超声波换能器设计与实现

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。