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cMUT阵元的声学分析与环形扫描成像 被引量:1
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作者 高鹏飞 何常德 +8 位作者 张彦军 张文栋 王红亮 任勇峰 党荣 李一凡 王子渊 孟亚楠 沈姝君 《应用声学》 CSCD 北大核心 2022年第2期293-300,共8页
电容式微机械超声换能器(cMUT)具有宽带宽、灵敏度高、机械阻抗低和与电子电路集成制造等优点。由于超声换能器声场设计的好坏决定了成像质量的优劣,为了明确阵元参数与辐射声场的关系,该文对不同的阵元参数进行了计算仿真。与压电陶瓷... 电容式微机械超声换能器(cMUT)具有宽带宽、灵敏度高、机械阻抗低和与电子电路集成制造等优点。由于超声换能器声场设计的好坏决定了成像质量的优劣,为了明确阵元参数与辐射声场的关系,该文对不同的阵元参数进行了计算仿真。与压电陶瓷超声换能器的结构不同,cMUT阵元是由多个电容单元(cell)并联构成。因此分析了cell的半径、cell数量、间距、振动频率等阵元参数与辐射声场分布、远近场分界点、辐射声压、指向性的关系,并进行了声轴声压与指向性实验测试验证。理论与实验测试结果基本一致。通过仿真计算,选用一种已制备的指向性强、发射性能好的cMUT单阵元器件对鸡骨进行了环形扫描和成像,实现了对生物体组织横截面的超声CT成像,验证了所制备的cMUT器件的可用性。此研究对工业与医学成像领域具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 电容式微机械超声换能器 声场 指向性 轴向声压 环形扫描成像
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大型船用轴流风机流场数值仿真及其气动噪声源特性研究 被引量:8
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作者 吴晨晖 杨兴林 +3 位作者 温华兵 郭卫东 刘云芝 余斯佳 《船舶工程》 北大核心 2016年第5期28-32,37,共6页
基于Realizable k-ε双方程湍流模型,利用CFD软件建立了某型船用轴流风机内部流场的仿真模型,分析了转速1 460 r/min时,不同工况下轴流风机出口压力和效率随流量的变化关系,研究了叶轮区域气体流动的压力和速度分布、形成过程及相互关... 基于Realizable k-ε双方程湍流模型,利用CFD软件建立了某型船用轴流风机内部流场的仿真模型,分析了转速1 460 r/min时,不同工况下轴流风机出口压力和效率随流量的变化关系,研究了叶轮区域气体流动的压力和速度分布、形成过程及相互关系。分析发现,在叶片叶顶区域,由叶顶间隙涡形成的叶顶间隙噪声是该轴流风机的主要气动噪声源,湍流强度与声功率级具有较为一致的分布趋势,湍流强度是影响噪声分布的重要因素。研究结果对分析大型船用轴流风机气动噪声产生机理具有参考价值,并为降低其噪声提供了依据。 展开更多
关键词 轴流风机 流场 声功率级 湍流强度
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微型轴流风扇噪声特性分析及试验研究 被引量:9
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作者 季伟锋 陈光冶 《噪声与振动控制》 CSCD 2003年第1期20-22,19,共4页
本文对微型轴流风扇噪声的产生机理进行了系统分析及计算,并进行了实验测试。得出的分析计算结果与实验数据作了比较验证,在声压随观测角度和距离的变化关系上,两者显示出基本一致的趋势。文中以等流量为前提,对降低微型风扇噪声的一种... 本文对微型轴流风扇噪声的产生机理进行了系统分析及计算,并进行了实验测试。得出的分析计算结果与实验数据作了比较验证,在声压随观测角度和距离的变化关系上,两者显示出基本一致的趋势。文中以等流量为前提,对降低微型风扇噪声的一种途径作了计算,结果表明采用转轴很细的风扇,可使噪声明显降低(大于3dB)。 展开更多
关键词 微型轴流风扇 噪声特性 产生机理 控制
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基于薄板理论的密排结构CMUT发射声场研究
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作者 沈姝君 何常德 +5 位作者 张彦军 高鹏飞 张国军 杨玉华 王任鑫 张文栋 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第1期98-104,111,共8页
由微机电系统(MEMS)工艺制作的电容式微机械超声换能器(CMUT),其具有宽频带,易与电子电路集成制作等优势,在医学成像领域具有广阔的应用前景。为了研究一种密排结构CMUT超声换能器的发射声场特征,该文提出了一种简单的物理域相互作用分... 由微机电系统(MEMS)工艺制作的电容式微机械超声换能器(CMUT),其具有宽频带,易与电子电路集成制作等优势,在医学成像领域具有广阔的应用前景。为了研究一种密排结构CMUT超声换能器的发射声场特征,该文提出了一种简单的物理域相互作用分析方法。基于薄板的振动理论,由CMUT单元的声学辐射原理及特性计算得到CMUT阵元辐射声场的解析解。通过振膜振动分布实验验证了采用薄板振动理论一阶振型方程的正确性。通过仿真和实验研究了CMUT发射单元在不同排布方式和条件下的声场分布、声轴声压和指向性,为CMUT的设计和性能分析提供了理论依据。 展开更多
关键词 电容式微机械超声换能器 薄板振动 声场 声轴声压 指向性 声发射特性
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超声成像测井换能器的实验研究
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作者 卢俊强 吴金平 +2 位作者 车小花 门百永 韩继勇 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2023年第2期832-838,共7页
随钻超声成像测井通过钻铤的旋转实现周向扫描成像,为了提高随钻超声成像测井在周向成像测量的方位覆盖率,需要安装多个换能器同时进行测量,换能器的响应不一致则会产生错误的成像测量结果,本文通过实验测量的方法对随钻超声成像测井换... 随钻超声成像测井通过钻铤的旋转实现周向扫描成像,为了提高随钻超声成像测井在周向成像测量的方位覆盖率,需要安装多个换能器同时进行测量,换能器的响应不一致则会产生错误的成像测量结果,本文通过实验测量的方法对随钻超声成像测井换能器的响应特性进行研究.实验测试系统主要由高精度定位控制系统、PXI采集系统、针形水听器、OLYMPUS 5077PR信号源、信号转换器、载物台、示波器等构成,是一个具有4自由度的小型声学定位测控系统.实验主要包括超声换能器的轴线声场测量以及指向性测量.对超声换能器的轴线声场进行测量,得到了换能器的远近场临界距离和幅度响应特性,实验表明换能器远近场临界距离在3.25 cm附近,各个换能器的幅度响应特性一致性较好.通过对换能器指向性进行测量,表明3 dB角宽大致在12°左右,换能器具有较好的聚焦特性.该研究提供一种评价超声成像测井换能器的有效方法,为仪器研制过程中的换能器匹配选择提供依据,可为超声成像测井仪器的研制提供有力支撑. 展开更多
关键词 超声成像测井 换能器 指向性 轴线声场 实验
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激光层析法空耦超声换能器轴向声场测量研究
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作者 张小丽 何程昊 +3 位作者 冯秀娟 张慧 牛锋 何龙标 《计量科学与技术》 2023年第11期53-61,共9页
空气耦合(简称“空耦”)超声换能器具有非接触、非侵入、完全无损等特点,在航空航天复合材料以及其他孔隙类材料的无损检测领域具有广阔的应用前景。开展空耦超声换能器的轴向声场重建研究,其所包含的近场长度、指向性等轴向声场特性参... 空气耦合(简称“空耦”)超声换能器具有非接触、非侵入、完全无损等特点,在航空航天复合材料以及其他孔隙类材料的无损检测领域具有广阔的应用前景。开展空耦超声换能器的轴向声场重建研究,其所包含的近场长度、指向性等轴向声场特性参数,决定着换能器在无损检测中的分辨率、抗干扰及定位精度等性能。激光层析法在声场重建中具有高空间分辨力、宽频带范围和声场非侵入等优点,然而该方法目前主要被用于径向声场表征,轴向声场表征的理论和实验研究较少且不完善。从理论、仿真和实验的角度对空耦超声换能器的轴向声场分布展开研究,实验与仿真结果取得较好的一致性。同时与传声器的轴向声场测量结果进行比较,验证了激光层析法进行空耦换能器轴向声场重建的可靠性。研究结果对于空耦换能器轴向声场的测量、空耦超声换能器的设计和校准具有重要价值。 展开更多
关键词 计量学 层析成像处理 声光效应 激光测振仪 空耦超声换能器 轴向声场表征
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舰船低频水压场特征分析及其探测技术研究 被引量:1
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作者 王嘉睿 姜润翔 +1 位作者 张伽伟 朱岿 《武汉理工大学学报》 CAS 2023年第9期143-148,共6页
为了提高水下探测的能力,首先基于声场、电场、磁场、水压场联合测量装置,获取了30余艘不同目标的物理场信号,其次在实测数据分析的基础上,揭示了舰船水压场信号除了包含0.5 Hz以下频段内的信号外,还存在0.5~40 Hz的低频水压场信号,且... 为了提高水下探测的能力,首先基于声场、电场、磁场、水压场联合测量装置,获取了30余艘不同目标的物理场信号,其次在实测数据分析的基础上,揭示了舰船水压场信号除了包含0.5 Hz以下频段内的信号外,还存在0.5~40 Hz的低频水压场信号,且该信号存在明显的低频线谱特征,在200~300 m外可实现可靠探测;最后分析了低频水压场与轴频电场的相关性,结果表明,低频压力信号的线谱与轴频电场信号的线谱在部分频点存在相关性和共源性,这为水压场、电场联合探测提供了一种新的技术途径。 展开更多
关键词 舰船 水压场 声场 轴频电场 振幅谱 线谱检测
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