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(超声波发生器与换能器的匹配的设计) (超声波发生器与换能器的匹配的设计)

格式:word 上传:2022-06-25 14:29:53

《(超声波发生器与换能器的匹配的设计)》修改意见稿

1、“.....建立了固体中超声哀减的测量设备,对粘弹性和可压缩流体的声速和衰减进行了深入研究。年开始研究了表面波换能器。年开始了高频表面波研究。年研制成衷面脉冲压缩滤波器。进入年代,我国超声学面向实际应用。超医疗探头开始投入生产。压电复合换能材料研制成功,窄脉冲短余振探头问世高分子压电薄膜材料赶上并超过国际水平,高分子压电型换能器和超声显微镜研究获得实用高频压电材料的研制成功和走向实用等。总之,我国超声学超声换能器的研究获得巨大的发展。第章超声波发生器与换能器的匹配设计匹配概述超声波发生器与换能器匹配包括两个方面是通过匹配使发生器向换能器输出额定的电功率,这是由于发生器需要个最佳的负载才能输出额定功率所致,把换能器的阻抗变换成最佳负载,也即阻抗变换作用。二是通过匹配使发生器输出效率最高,这是由于换能器有静电抗的原因,造成工作频率上的输出电压和电流有定相位差,从而使输出功率得不到期望的最大输出,使发生器输出效率降低,因此在发生器输出端并上或串上个相反的抗......”

2、“.....也即调谐作用。由此可见匹配的好坏直接影响着功率超声源的产生和效率。阻抗匹配为了使功率放大器输出额定功率最大在电源电压给定条件下主要取决于负载阻抗。般在类开关型功放中其发生器变压器初级等效负载上的输出功率表达式为式中,为等效负载上的基波幅度为电源电压为功放管饱和压降,故为了保证系统有定功率余量因输出变压器,末级匹配回路及晶体管损耗电阻都有损耗,需要乘上个约等于的系数。即输出功率为从上式可知,在电源电压给定之后,输出功率的大小取决于等效负载。目前大多数功率超声发生器的负载为压电型换能器,其阻抗约为几十欧姆至几百欧姆间,为了要达到要求的额定功率,因此需要对换能器负载进行阻抗变换。由高阻抗变换为低阻抗。般常用的方法,通过输出变压器的初次级线圈的匝数比进行变换。变压器次初级匝数比为,则输出功率时的初级电阻举例要求发生器输出在换能器上的功率为,设直流电为功率应留有定余量,则。则变压器初级的若换能器谐振时等效电阻,则输出变压器次级初级圈数比以上称谓阻抗变换,是通过输出变压器实行的......”

3、“.....关于匹配电感的设计匹配电感通常就是铁蕊线圈的电感,其电感量可按下式计算。式中为线圈匝数,为铁芯有效截面积铁芯平均磁路长度铁芯有效磁导率,式中,铁芯磁导率,铁芯中非磁致间隙长度因为,故所以由此可见电感与间隙近似成反比,调节间隙即可调节。设计电感有以下几个步骤按选铁芯式中为输出电压有效值为工作频率为铁芯磁感应强度。般选型磁芯较多,匝数计算如下计算磁芯间隙确定导线考虑到高次谐波和超声频率较高,顺计及高频电流的邻近效应和集肤效应的因素。当时由邻近效应引起的交流电阻约为其直流电阻的倍,铜耗也要比直流铜耗增大同样倍数。令增大倍数为,则因此,为维持电感线圈的正常升温,电流密度必须按照常规允许值的来选择。关于集肤效应,常用高频电流的穿透深度来表示式中,为导线磁导率,为导线电导率。为减少集肤效应的影响,所选导线直径必须小于两倍穿透深度,否则采用扁平线或者高频线。在功率超声中其频率为千赫的匹配电感导线可以采用多股塑胶线,般问题不大......”

4、“.....则表明设计是成功的。结束语毕业设计是对我大学学习的次综合考试。通过毕业设计,加深了我机械专业的理解,深刻体会到了工程技术人员这几个字的分量。通过毕业设计,我学到了很多东西如何学习,如何合作,如何做人。学无止境,此刻我更能体会这四个字深刻含义。大学即将毕业,但我要学仍然还有很多。在毕业设计暴露出来的问题,在今后的工作生活中应当引以为鉴,努力克服。在今后的工作学习中,应该坚持不懈的学习。通过毕业设计,也增强了我的自信心。我也相信能够胜任以后的工作岗位,在工作中学习,在学习中工作。毕业设计中的挫折和喜悦,经验与教训将会是我今后工作的笔重要财富。感谢杨老师的悉心指导。杨老师严谨治学,知识渊博,能够成为杨老师的学生是我荣幸,感谢各位老师的指点和宝贵意见,参考文献应崇福超声学北京科学出版社,程存弟超声技术陕西陕西师范大学出版社,洛福德杜连耀超声工程北京科学出版社,袁易全超声换能器南京南京大学出版社,陈桂生超声换能器设计北京海洋出版社......”

5、“.....锡林等超声波焊接北京国防工业出版社,巴比科夫超声波及其在工业上的应用北京科学出版社,里查马大酞声学技术概要北京科学出版社,马大酞沈嵘声学手册北京科学出版社,林仲茂超声变幅杆的原理和设计北京科学出版社,奕桂冬压电换能器和换能器基阵配传输功率的重要部件,它的设计与绕制工艺对发生器的工作安全是十分重要的。它不仅会以漏感励磁电流等方式影响电路的工作,其漏感还是形成输出电压尖峰的主要原因。为此,在设计时,应选取具有高磁通密度,高导磁率,高电阻率和低矫顽力的高饱和材料作铁芯。般在防止高频变压器的瞬态饱和时,在设计时要注意如下几点工作磁通密度的选取铁芯材料的磁感应增量愈大,所需线圈匝数愈少,直流电阻也愈小,从而线圈的铜损也愈小。取得高时,传输的脉冲前沿就愈陡。因此,在设计变压器时,选取高磁通密度的材料作铁芯,这对降低变压器的损耗减小体积和重量都是很有利的。为了避免在稳态或过渡过程中发生饱和,般选取工作磁通密度为宜,这里为磁芯的最大和磁通密度......”

6、“.....其中为次级负载所算到初级边的等效电阻值,为初级电感感抗,若初级电感量太小,励磁电流将比较大,励磁电流过大,变压器的损耗将增加,温升随之增高,从而降低,使变压器进入饱和的可能性增大。要考虑集肤效应的影响在高频工作时,流过导线的电流会产生集肤效应。这相当于减少了导线有效截面积,增加了导线的电阻,从而引起导线的压降增大,导致变压器温度升高,结果增大了变压器进入饱和的危险性,建议采用小直径的多股导线并绕的方法。调谐匹配由于压电换能器有静电容,磁致伸缩换能器有静电感,在换能器谐振状态时,换能器上的电压与电流间存在着相位角,其输出功率。由于的存在,输出功率达不到最大值。只有当时,输出功率达最大值。因此为了使换能器上电压与电流同相,则必须在换能器上,并上或串上个相抵消的抗。对于压电换能器而言,即并上或串上个电感即可,而磁致伸缩换能器应并上或串上个电容。压电换能器的阻抗或导纳等效电路如图所示。在等效电路图中式中,为串联电阻和电抗为并联电阻电导和电纳。它们都是频率的函数......”

7、“.....图是种换能器两种调谐计算曲线,由计算表明,有以下特点。由于换能器的串联电抗比并联电抗小,故有串并。图换能器在并联串联调谐后的输入相角并联调谐不改变换能器并联电导响应,而串联调谐后电导响应呈双峰,导纳圆图为二个重叠的圆。图换能器在并联调谐后的电导电纳响应曲线串联调谐的有功阻比并联调谐后有功阻小,即串联调谐可获得相对低的输入电阻。从串并联调谐的输入相角过零点情况看,作为宽带特性并联调谐优于串联调谐。目前在功率超声中用串联调谐较多,除上述串联的特性外,还有当换能器负载有短路现象时,因串联调谐有电感串在发生器输出回路中,不会使功放负载造成完全短路。在实际匹配电路调节中,有时要稍调获感性负载为好,对功放电路有利,有的末极功放发射极上串上小电感可能也有好处。前面也曾提到,作为电压开关的类功放,容性负载造成对高次谐波的短路作用,会给开关带来危险......”

8、“.....格被清洗物件装入包装盒内。通过上述工序就完成了物件实现利用超声波清洗的全过程。超声波清洗机应用于电镀前处理利用超声波在液体中产生的空化效应,可以清洗掉工件表面沾附的油污,配合适当的清洗剂,可以迅速地对工件表面实现高清洁度的处理。电镀工艺,对工件表面清洁度要求较高,而超声波清洗技术是能达到此要求的理想技术。利用超声波清洗技术,可以替代溶剂清洗油污可以替代电解除油可以替代强酸浸蚀去除碳钢及低合金钢表面的铁锈及氧化皮。超声波清洗技术的应用,可以使许多传统的清洗工艺得到简化,并大大提高清洗质量和生产效率。特别是对那些形状较为复杂边角要求较高的工件更具有优越性。利用超声波清洗技术,还可以在很大的范围内替代强酸强碱的作用,大大减少对和环境的污染,并改善工人的劳动环境,降低劳动强度,对保护生态环境,作出贡献。对几种常见的工件表面状况,用超声波清洗工艺情况简介抛光件表面抛光膏的清洗。般情况下,抛光膏常常采用石蜡调合,石蜡分子量大,熔点较高,常温下呈固态,是较难清洗的物质......”

9、“.....采用超声波清洗则可使用水基清洗剂,在中温条件下,几分钟内将工件表面彻底清洗干净,常用工艺流程是浸泡超声波清洗清水净水漂洗。表面有油及少量锈的冷轧钢板。冷轧钢板表面般有油污或少量铁锈,要洗干净比较容易,但经般方法清洗后,工件表面仍残留层非常细薄的浮灰,影响后续加工质量,有时不得不再采用强酸浸泡的办法去除这层浮灰。而采用超声波清洗并适当的清洗液,可方便快捷地实现工件表面彻底清洁,并使工件表面具有较高的活性,有时甚至可以免去电镀前酸浸活化工序。表面有氧化皮和黄锈的工件。传统的办法是采用盐酸或硫酸浸泡清洗。如采用超声波综合处理技术,可以快捷地在几分钟内同时去除工件表面的油锈并避免了因强酸清洗伴随产生的氢脆问题。综上所述,超声波清洗技术在电镀等行业中会有很广泛的应用前景。近年来诸多电镀厂商采用无锡美洁超声波清洗技术设备,替代电镀线原有的酸碱处理工位获得成功,使电镀件质量及产量较原来有更大提高,并改善了生产环境,取得了良好的经济效益和社会效益......”

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