一种大功率超声波发声系统原理与结构设计

设计了能发射大功率超声波的超声波发声系统。该超声波发声系统采用火药燃烧（炸药爆轰）的方式产生高压高速气流;高速气流驱动哈特曼超声波发生器阵列产生大功率超声。超声波发声系统采用波导管对产生的超声波进行汇聚,在一定方向上发射,可以有效提高超声波的作用距离。单个超声波发声系统产生20kHz的超声,声功率可以达到百万瓦,最大有效作用距离可达54m。设计的大功率超声波发声系统完全可以达到作战要求。     

基于频谱分析的压缩空气泄漏直射和反射超声的识别

介绍了气动系统中压缩空气泄漏超声检测的原理,分析了由反射超声信号导致的错误检测问题,并提出通过识别反射超声信号的方法来解决此问题;对直射和反射超声信号进行测量实验研究,发现并分析了直射和反射超声信号在频谱图形状上存在的明显区别;通过设计识别算法,得到可识别反射超声信号的反射特征系数(Reflectance Char-acteristic Coefficient,RCC);经实例计算发现:直射超声信号的RCC值在100以下,反射超声信号的RCC值在200以上。该结果对压缩空气泄漏检测中有效的识别出反射超声信号、避免由反射超声波导致的检测错误具有重要的实用价值。     

一种基于DDS的三频点标准超声功率源的设计

结合理论方法研究和具体硬件的设计,提出一种基于铌酸锂单晶基片的三频点标准超声换能器,由单片机控制DDS芯片产生3种频率的正弦信号,经过高频运算放大器电路,对标准超声换能器激励输出标准超声功率,从而形成三频点标准超声功率源,可作为一种超声功率传递标准。三频点标准超声功率源实现了18.9MHz高频超声波的输出。和英国NPL测量比对的结果显示,3个频率点上的超声功率值误差均不大于±5%,验证了三频点标准超声功率源输出数据的有效性。     

超声波在水中衰减的频率效应及其对脉冲回波的影响

超声波在传播中会发生幅值衰减,该衰减不仅与超声波传播的距离有关,还与超声波的频率有关。为了研究高频超声波衰减的频率效应,本文通过脉冲回波法分析脉冲超声波在水中传播反射回波的幅值和频谱变化,研究了超声波在水中传播时幅值衰减与传播距离及其与超声频率之间的关系,通过测量脉冲超声波在水中传播不同距离时的反射回波,并对其进行傅里叶变换,分析了超声波传播衰减的距离效应和频率效应。研究发现:超声波在水中的传播衰减随距离呈指数规律,且不同频率超声波的衰减系数不相同,频率越高,衰减越大,衰减的频率效应可有效解释反射法高频脉冲超声检测中回波脉冲信号的中心频率远低于换能器标称中心频率的现象。     

烟气超声流量计时间测量准确度校准方法研究

大口径气体超声波流量计广泛应用于烟道排放监测和工业控制等领域。超声波流量计的传播时间测量准确度校准是非实流校准的重要环节,通过建立超声波流量计时间测量准确度校准装置,实现对大口径气体超声流量计传播时间的非实流校准。该文首先提出3种不同的超声流量计传播时间校准方法,分析不同方法的影响因素,其次通过改变探头间距离,对不同探头间距时超声波流量计传播时间的测量误差进行校准。试验结果表明:超声波流量计传播时间的测量误差随距离变化,并确定利用标准声速对超声波流量计传播时间进行修正的方法更为准确,测量结果不确定度为0.2%。     

超声作用下激光熔覆SiC/316L复合涂层残余应力数值模拟

通过施加动态边界条件和超声振动热效应转化相结合的方法近似处理超声振动边界条件,研究了超声作用下激光熔覆SiC/316L复合涂层的残余应力,并探讨了超声振幅和扫描速度对复合涂层残余应力的影响。根据优化结果采用超声辅助激光熔覆制备SiC/316L复合涂层。结果表明:超声振幅和扫描速度对涂层表面x方向应力、y方向应力、界面处剪切应力和von Mises应力均有明显影响。当超声振幅为10μm,扫描速度为10mm/s时,SiC/316L复合涂层有较好的残余应力缓和效果。超声空化或机械效应及声流作用促使SiC/316L复合涂层组织得到明显细化,且SiC颗粒均匀分布。     

微细超声工作台的设计与微振幅测量

微细超声工作台是微细超声加工机床与微细超声振动辅助加工机床的关键零部件,其振幅值直接影响加工精度与加工效率。传统的振幅测量方法很难准确的测出微细超声工作台的微振幅。基于精密微三维运动平台的高分辨率,提出了一种恒力控制的微振幅测量方法,成功的测量出能精确到0.1μm的微振幅。首先对微细超声工作台中的微细超声振动系统进行了理论设计,然后采用基于恒力控制的超声振幅测量方法,对不同功率作用下的微细超声振动系统的振幅值进行了测量。     

复合材料弹性模量的激光超声测量方法研究

本文利用激光超声方法来测量碳纤维/环氧树脂复合材料的弹性模量,详细介绍了测量原理和测量系统.利用Q值可调的Nd∶YAG脉冲激光器在复合材料试件中激发超声波,超声波由激光超声接收仪接收,经过解调器后在数字示波器上显示,获取超声声速.根据超声声速与材料弹性模量之间的固有关系,可以反演材料的弹性模量.实验表明,利用激光超声方法获得的测量结果与采用动态法得到的理论参考值相吻合,偏差在3%以内,并且操作简单可行.     

CFRP中孔隙几何形貌与超声衰减系数关系的研究

通过金相和超声衰减系数表征CFRP层压板中的孔隙,研究孔隙形貌对超声衰减的影响。结果表明:超声衰减系数随孔隙几何形貌参数(平均长、宽、面积)的增大而增大;平均孔隙长度随孔隙率的增加程度大于平均孔隙宽度随孔隙率的增加程度;超声衰减系数随主要尺寸区域内的孔隙所占比例的增加,总体趋势减小;同一孔隙率下,大尺寸孔隙所占的比例越多,其超声衰减系数越大。总之,本试验中孔隙形貌对超声衰减有一定的影响且不能忽略。     

吸附材料超声波再生的研究进展

超声波再生是处理吸附材料的有效途径之一。介绍了超声波再生技术的原理,分析了影响超声波再生吸附材料效率的主要因素。通过对超声波再生与传统的热再生的比较,探讨了超声波再生的优势与劣势,并对超生波再生技术的发展方向和趋势做了展望。