功率超声换能器导纳特性检测及电端匹配研究

提出了一种利用计算机检测功率超声换能器导纳特性的实验方法 ,并利用导纳圆法精确、快速地测量超声换能器的谐振点、谐振带宽及其他等效电路参数 ,在此基础上确定超声换能器的最佳工作点和电端匹配的电感值 ,使匹配后的换能器获得最大效率 ,同时输出阻抗最小。

压电换能器电端匹配电路的优化

压电换能器长时间、大功率工作时 ,其各种电参数会随环境因素 ,特别是自身温度变化而改变 ,这种变化直接影响电声转换效率。本研究在分析压电超声换能器电感电容匹配电路原理的基础上 ,按照各项性能参数改变对电端匹配电路的影响规律 。

基于广义合成阻抗超声传感器电端匹配的研究

超声波测距具有非接触、高准确度、价格低和使用方便等优点,被广泛应用于工业生产、医学检查、日常生活,如无人驾驶汽车、机器人、液位计等。在这些应用中,超声波传感器是应用中的最关键部件之一。因此,本文在分析了超声波传感器在谐振频率点等效电路的基础上,分别采用无源电感和有源电感对超声换能器的发射探头和接收探头进行电端匹配,提高了收发探头的效率。实验表明,匹配方法是有效的。

功率超声换能器夹持电容的在线检测的研究

为了解决大功率超声应用的换能器电端匹配问题，分析了超声波换能器在谐振频率三次谐波下的阻抗特性，给出了超声换能器三次谐波下的阻抗电路模型．并根据阻抗电路模型建立了对超声换能器的夹持电容实现在线检测简单、可靠性高的方法，实验证明该方法有效的．该方法可以在换能器工作过程中随时检测夹持电容的变化，根据检测结果对匹配电感进行动态调整，实现真正意义上的换能器电端的动态匹配，从而大大改善匹配质量，提高系统的工作性能．

基于PWM移相串联谐振式大功率超声波电源的研制

为了研制稳定、高性能智能化的超声波电发生器,设计了一种基于PWM移相串联谐振式大功率超声波电源。系统控制超声换能器工作在并联谐振点,通过串联电感的方式实现振动系统的电端匹配,提高电源的效率;采用UC3875产生移相控制波形改变全桥逆变器的导通角,调节输出功率,以实现对电源的功率控制;采用硬件锁相环电路CD4046,完成了对系统的频率跟踪。试验结果表明,该控制方法电源稳定性高,动态响应速度快,频率跟踪精度达到85.7%。