圆筒压电振子产生周向行波的激励原理

圆筒型行波非接触超声马达需要在其圆周方向形成行波以产生驱动力。文章较系统地研究激励圆筒振子产生周向行波的原理 ,分别给出了激励源在空间和时间上的关系 ,为有效设计和激励压电振子提供了理论依据。同时对多种激励法进行了研究和比较 ,给出了相对简便的激励法。最后根据理论分析 ,设计了振子进行实验 。

圆筒形压电振子及其流体转速特性实验研究

针对流体振动抛光方法,设计并制作了一种圆筒形压电振子。振子能够实现6阶和10阶两种面内弯曲工作模态,谐振频率分别为38400Hz、93200Hz。通过合适的激励,能够形成圆筒振子内表面质点的行波运动。实验研究了圆筒芯的直径、液面高度以及激励电压对液体转速的影响。研究结果表明,液体转速随着圆筒芯直径的增大而升高。在同样实验工况下,激励电压越高,液体转速越大。振子工作于10阶模态时的液体转速明显高于6阶模态时的转速。

应用圆筒形行波压电振子的流体抛光实验研究

应用圆筒形行波压电振子设计了流体振动抛光装置。选取压电振子第十阶弯曲模态作为硅片抛光实验的工作模态,利用化学机械抛光浆料作为抛光液体,对不同表面形貌的硅片进行了抛光实验。实验结果表明硅片表面粗糙度得到改善。该方法也说明流体振动抛光更加适用于对已经具有较高表面平整度的抛光片进行二次抛光。

液体对圆筒形压电振子振动的影响

针对流体振动抛光方法,设计并制作了一种圆筒形压电振子,利用ANSYS有限元软件确定了振子的结构尺寸、工作模态和固有频率。该振子外径为62mm,高度为15mm,能够实现B0,6和B0,10两种面内弯曲工作模态,实验测得振子在B0,6和B0,10工作模态下的固有频率分别为38.4kHz和93.2kHz。针对流体振动抛光方法,实验着重研究了液体对振子振动的影响,分析了液体的液面高度、抛光液的浓度等因素对振子谐振频率和振幅的影响。

圆筒型行波非接触超声马达的激励原理研究

提出了一种圆筒型行波非接触超声马达,以圆筒型振子为定子,矩形板压电陶瓷粘贴在圆筒振子的外表面作为激励源以产生周向行波。研究了激励圆筒振子产生周向行波的原理,分别给出了激励点间在空间和时间上的关系,为有效设计和激励定子提供了理论依据。同时对驱动电源与激励点的连接方法进行了研究。最后根据理论分析,设计了马达样机进行实验,取得了良好的转速输出。

薄壁圆筒谐振式液体密度传感器的设计

在对圆筒谐振子的数学模型计算和有限元分析的基础上,设计了一种新型的谐振式液体密度传感器。该传感器由双端固定的圆筒谐振子、自动增益和相位调节的测量控制电路、C8051F020单片机的信号处理系统组成,具有对压力变化不敏感和智能温度补偿的功能。实验结果表明,20℃时传感器系数为K0=129.5668kg/m3,K1=0.2535×106(kg/m3)/s,K2=0.6239×1010(kg/m3)/s2,在700～900kg/m3的测量范围内,综合测量精度为0.1%。

基于光纤光栅法布里-珀罗干涉仪的液体介质声波检测技术研究

结合光纤光栅法布里-珀罗干涉仪(FBG-FPI)和圆筒振子耦合技术设计高灵敏度传感器,应用于电力设备液体绝缘介质中声波信号检测。FBG-FPI采用反射率为50%的光纤布拉格光栅(FBG),中间处截断熔接20mm长单模光纤SMF-28制备。为获得高灵敏度,根据弹性力学原理和有限元分析方法建立圆筒振子参数确定方法。为解决FBG-FPI受温度影响而造成静态工作点漂移的问题,提出了一种利用可调谐分布式反馈(DFB)激光器的温度补偿方法,并通过升降温实验验证了该方法的温度补偿效果。建立FBG-FPI传感器与RC6500T传感器对比实验系统,实验结果表明在1.1kHz声波信号驱动下液体介质中的FBG-FPI与加速度传感器具有相近灵敏度。