超聲波是一種能量存在的方式，超聲波通過高頻的振動(dòng)作用于水介質(zhì)，從而產(chǎn)生超聲空化效應(yīng)，這種空化效應(yīng)已經(jīng)在超聲波清洗中得到應(yīng)用，或者超聲波作用于傳聲媒介當(dāng)中，能夠引起媒介之間發(fā)生不同的效應(yīng)，已經(jīng)在基礎(chǔ)學(xué)科研究和工程應(yīng)用開發(fā)都表示出非常廣闊的應(yīng)用前景[12]。按照超聲波研究內(nèi)容上劃分，可以分為功率超聲和檢測超聲兩大領(lǐng)域Bl]。檢測超聲是工業(yè)及醫(yī)學(xué)檢查的一種方法之一，也被認(rèn)為是弱超聲的“被動(dòng)應(yīng)用”，功率超聲主要是通過超聲接觸對(duì)接觸面進(jìn)行高頻的振動(dòng)摩擦，以改變介質(zhì)的一些特性，所以功率超聲也被稱為“主動(dòng)應(yīng)用”[]。本課題主要是針對(duì)功率超聲波換能器進(jìn)行研究。超聲波的產(chǎn)生主要依靠的是超聲波換能器。超聲波換能器是一種能夠進(jìn)行機(jī)、電能量或者聲、電能量轉(zhuǎn)換的器件。對(duì)于功率超聲換能器而言，換能器通過壓電材料的壓電效應(yīng)將輸入的高頻電能轉(zhuǎn)換成高頻振動(dòng)的機(jī)械能量。換能器的種類有很多，應(yīng)用的領(lǐng)域也不相同，如磁致伸縮超聲換能器間，壓電陶瓷換能器等等。目前研究最為廣泛的是壓電陶瓷換能器，壓電陶瓷換能器是依靠壓電陶瓷的壓電效應(yīng)及逆壓電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。壓電陶瓷的壓電效應(yīng)是由它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)引起的，壓電材料主要有鈦酸鋇、錯(cuò)鈦酸鉛、偏銳酸鉛、銳酸鉀鈉、鈦酸鉛等]。這些電介質(zhì)在某一恰當(dāng)?shù)姆较蚴┘右欢ǖ耐饬r(shí)，會(huì)引起內(nèi)部電極分布狀態(tài)發(fā)生改變，在介質(zhì)的相對(duì)表面上會(huì)出現(xiàn)和外力成正比且極性相反的帶電電荷，這種由外力引起的電介質(zhì)的現(xiàn)象叫做壓電效應(yīng)則。相反，若在電介質(zhì)上某一恰當(dāng)?shù)姆较蚣由弦欢◤?qiáng)度的外電場時(shí)，會(huì)引起電介質(zhì)內(nèi)部電極分布發(fā)生相應(yīng)的變化，從而產(chǎn)生和外電場強(qiáng)度成正比的應(yīng)變效應(yīng)，這種由于外電場引起的電介質(zhì)的應(yīng)變現(xiàn)象叫做逆壓電效應(yīng)]。功率超聲換能是超聲學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)重要的分支學(xué)科。本課題主要針對(duì)壓電陶瓷式功率超聲波換能器展開研究。20世紀(jì)初期超聲波技術(shù)開始出現(xiàn)，而我國50年代才開始進(jìn)行大功率超聲的研究[]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是電子技術(shù)的發(fā)展，如單片機(jī)、DSP、FPFA等微處理器得快速發(fā)展，微處理器功能越來越強(qiáng)大，運(yùn)算速度越來也快，以及IGBT、MOSFET等功率器件的快速發(fā)展，功率器件的容量不斷的增加，響應(yīng)速度不斷的提高。對(duì)超聲波發(fā)生器的要求也越來越高，體積越來越小，功能越來越強(qiáng)大，越來越智能，可靠性進(jìn)一步提高。
標(biāo)簽： 超聲波換能器
上傳時(shí)間： 2022-06-18
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大功率超聲波裝置除用于工業(yè)清洗外，在食品、紡織、飲用水處理及石油行業(yè)中也有廣闊的應(yīng)用前景。超聲波裝置由超聲波逆變電源和換能器組成。其所用的功率器材經(jīng)歷了電子管、晶閘管、晶體管和IGBT（或VDMOS）四個(gè)階段，后一代產(chǎn)品比前一代產(chǎn)品在性能、效率、可靠性等方面都有所提高。特別是近年來由于在電路設(shè)計(jì)中采用了新型電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和新型功率器件（IGBT），超聲波逆變電源的可靠性、負(fù)載適應(yīng)性、產(chǎn)品一致性及效率得以大大提高，且產(chǎn)品的體積也隨之減小。因此，新型IGBT超聲波逆變電源代表了當(dāng)今功率超聲波逆變電源的發(fā)展潮流。在大功率超聲波裝置中，換能器一般由壓電陶瓷材料制成，其等效電路可由RLC串聯(lián)電路再并以極板電容C'來表示[3]。當(dāng)電路工作頻率為換能器諧振頻率時(shí)，其等效電路簡化為R和C'的并聯(lián)。
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超聲波換能器材料
上傳時(shí)間： 2013-06-03
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超聲波換能器
上傳時(shí)間： 2013-07-22
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壓電陶瓷換能器在醫(yī)學(xué)超音波儀器的應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-07-13
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四種高壓降壓DCtoDC轉(zhuǎn)換器
標(biāo)簽： DCtoDC 降壓 轉(zhuǎn)換器
上傳時(shí)間： 2013-05-29
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專輯類-實(shí)用電子技術(shù)專輯-385冊(cè)-3.609G 四種高壓降壓DCtoDC轉(zhuǎn)換器.pdf
標(biāo)簽： DCtoDC 降壓 轉(zhuǎn)換器
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專輯類-超聲-紅外-激光-無線-通訊相關(guān)專輯-183冊(cè)-1.48G 超聲波換能器材料-197頁-3.4M.pdf
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專輯類-超聲-紅外-激光-無線-通訊相關(guān)專輯-183冊(cè)-1.48G 超聲波換能器-450頁-7.6M.pdf
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各類電力電子裝置應(yīng)運(yùn)而生，這些產(chǎn)品在出廠前需要根據(jù)不同的需要進(jìn)行相應(yīng)的測試和校驗(yàn)。傳統(tǒng)的負(fù)載測試存在著能耗大、靈活性差等諸多缺點(diǎn)，已經(jīng)越來越不能滿足各種測試場合的要求，特別是一些要求用動(dòng)態(tài)變化的負(fù)載、非線性負(fù)載、具有負(fù)阻特性的負(fù)載以及有源負(fù)載等測試場合。因此針對(duì)這一問題，本文利用電力電子技術(shù)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等設(shè)計(jì)了一種通用的交流電子負(fù)載模擬裝置，以滿足各種測試場合的要求。 @@ 交流電子負(fù)載是一種可以模擬真實(shí)負(fù)載的電力電子裝置，它不但可以模擬傳統(tǒng)的線性負(fù)載，也可以模擬各種非線性負(fù)載、有源負(fù)載等其他形式的負(fù)載。目前國內(nèi)外對(duì)電子負(fù)載的研究還不成熟，有些是使交流電源按照一定的功率放電，但是輸出電流卻與真實(shí)負(fù)載測試下的電流有較大的差別；而有些雖然能夠準(zhǔn)確控制電源的放電電流取得和真實(shí)負(fù)載一樣的效果，但試驗(yàn)電能完全被消耗掉，造成很大的浪費(fèi)。本文研究的新型交流電子負(fù)載克服了以上電子負(fù)載方案的缺點(diǎn)，可以滿足各種試驗(yàn)場合的測試需求，能夠在很大程度上減少能量浪費(fèi)，豐富試驗(yàn)樣式且節(jié)約試驗(yàn)成本。 @@ 本文分析了能饋式交流電子負(fù)載的模擬原理，確定了采用中間直流環(huán)節(jié)的交-直-交主電路結(jié)構(gòu)，其一端接待測交流電源，另一端接低壓交流電網(wǎng)。前級(jí)負(fù)載模擬環(huán)節(jié)和后級(jí)能量回饋環(huán)節(jié)均采用可四象限運(yùn)行的電壓型PWM（Pulse Width Modulation）變換器。負(fù)載模擬環(huán)節(jié)直接與待測電源連接，采用電流滯環(huán)瞬時(shí)值比較方式，使電源輸出的實(shí)際電流信號(hào)準(zhǔn)確、快速的跟蹤其指令電流信號(hào)值，使得電子負(fù)載對(duì)待測電源呈現(xiàn)設(shè)定的負(fù)載形式，完成電子負(fù)載的模擬功能；能量回饋環(huán)節(jié)與電網(wǎng)連接，通過控制輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻、同相位，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)電能的單位功率因數(shù)回饋電網(wǎng)的目的，變換器的控制采用常規(guī)的雙閉環(huán)控制方式，電流內(nèi)環(huán)控制實(shí)際電流跟蹤指令值的變化，電壓外環(huán)通過控制輸出電流的大小使直流側(cè)母線電壓穩(wěn)定為設(shè)定指令值。 @@ 電子負(fù)載系統(tǒng)在負(fù)載模擬部分通過人機(jī)接口設(shè)定具體負(fù)載形式和負(fù)載屬性，為了更加準(zhǔn)確快速的得到電流指令信號(hào)值，文中采用更加直接的數(shù)值計(jì)算方 法，由數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)時(shí)計(jì)算出該給定負(fù)載模式下的指令電流值。使用交流小信號(hào)分析法得到了系統(tǒng)的頻域方塊圖，并對(duì)主電路元件參數(shù)以及調(diào)節(jié)器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)大功率開關(guān)管開關(guān)頻率存在的限制，本文提出了幾種提高電流跟蹤精度的改進(jìn)方法，取得了良好的效果。整個(gè)系統(tǒng)在PSIM平臺(tái)上進(jìn)行了不同工作模式下的仿真，仿真結(jié)果表明方案切實(shí)可行。最后依據(jù)仿真方案設(shè)計(jì)基于TMS320F2812的控制系統(tǒng)和功率電路，使用PROTEL軟件進(jìn)行了原理圖的繪制。@@關(guān)鍵詞：電子負(fù)載；能量回饋；電壓型變換器；滯環(huán)PWM電流控制；雙閉環(huán)；PWM整流器
上傳時(shí)間： 2013-05-26
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