小管径超声波测压发射电路分析设计

超声波发射电路是超声测量系统的重要组成部分,直接影响系统的测量精度.在简单分析现有典型超声波发射电路的基础上,设计了基于电感的低功耗发射电路,通过模型分析推导出了电路产生的高压脉冲信号的表达式和模拟图型.实验表明调试后的电路可以产生幅值为668.6V、脉宽为2μs的高压脉冲信号,此信号能够有效激励超声换能器产生幅值为312.5V、脉宽为3μs的超声波.设计的电路可以广泛应用于小管径超声测压、测流、探伤中.     

基于单片机的超声测距系统

介绍并设计一种基于单片机的超声测距系统。该系统以超声波的传播速度为确定条件.利用发射超声波与反射回波时间差来测量待测距离。概述超声波检测的基本原理。并且在介绍超声测距系统功能的基础上,提出系统的总体构成。     

管道腐蚀超声波在线检测技术

提出一种用于管道在线腐蚀检测的方法,基于超声波脉冲反射法检测原理,依据超声波在介质中的传播特性,研究系统的超声波发射电路和程控放大电路。实验结果表明:发射电路产生的高压负脉冲信号能够有效激励超声探头;程控放大电路可以解决回波信号因深度增加能量衰减的问题,获得的信号达到技术要求。系统能够完成管道在线腐蚀检测的需要,具有良好的应用价值。     

液固两相流超声断面成像装置的研究

以水、泥沙构成的液固两相流为研究对象,制作了压电超声传感器、传感器阵列及超声波收发电路,构成了两相流断面超声投影数据采集系统,实现了计算机高速数据采集。实验验证,设计的压电传感器谐振频率达到200 kHz,发射角度大,接收灵敏度高;采用RC滤波方法,能够有效地滤除接收传感器受到的工频电磁干扰信号;收发传感器交替排列的传感阵列既可以获得最大数量的投影数据,又可以使强弱电电路分离,免受互扰;采集的投影数据能够反映固相流动状况。     

基于DDS和FPGA的数字式多脉冲激励超声检测系统设计

针对现有超声波检测系统发射脉冲单一、设计复杂等不足,设计一个以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的数字式超声检测系统。采用直接数字合成(DDS)技术,通过可编程方式控制超声波激励信号的产生。检测系统能够针对不同检测需要,灵活设置和选择不同波形、频率、脉冲宽度和脉冲数的激励信号,从而提高检测能力和适应性。试验结果表明:多脉冲激励方式能够在较低的激励电压下,获得更强的超声回波信号,实现工件内部更深范围内缺陷的有效检出。     

75kW超声波发生器控制信号研究

75kW超声波发生器的控制信号必须满足死区时间稳定,频率可调、稳定,能够间隙激发等要求。采用的是电压驱动型脉宽调制控制芯片TL494CN,其产生方波频率在15~40kHz范围内连续可调,死区时间为3μs。用NE555P产生调制波,该调制波信号与TL494CN产生的频率可调脉冲信号经调制后形成有间隙的方波信号,用于控制功率器件IGBT的驱动电路。从示波器记录的输出波形上可以看出:TL494CN生成的频率可调方波与NE555P产生的调制波经过调制电路后,得到能够间隙发射的控制信号。通过现场试验,该控制信号能够控制IGBT的驱动电路实现大功率超声的激发,且满足大功率超声激发的要求。     

伪随机码超声扩频测距发射与接收电路设计

针对单脉冲回波方式的超声测距方法存在的缺陷,借鉴雷达中的脉冲压缩技术,介绍了基于伪随机二进制序列(m序列)的超声扩频测距实现方法。针对超声换能器带宽特性和单脉冲回波特点,对m序列参数设计及其与超声载波的调制方式作了分析。为提高超声波的作用距离,还研究了发射电路的优化设计问题。     

超声波流量计换能器系统理论分析及应用

为了使超声波流量计能够获得最佳的超声波信号,从理论上分析了超声波流量计的换能器系统,在此基础上提出了用收发电压灵敏度参数来表征换能器系统的综合发射和接收性能。采用等效网络理论,计算了超声波压电换能器的发射特性和接收特性,同时给出了收发电压灵敏度的表达式以及在流量计工作频率下换能器的最优设计准则。应用该准则设计并制作了适用于热量表的超声波换能器。实验结果表明:采用该设计理论研制的换能器系统可以使热量表在工作频率上获得最优的超声波信号,同时也证明了采用该理论设计的超声波流量计换能器系统的有效性。     

弹丸着靶坐标测试系统的原理与信号处理电路

分析了4光幕交汇测试弹丸着靶坐标的原理．4个光幕分别由4个大面积光幕靶产生．大面积光幕靶的光源采用发光二极管阵列．接收部分采用PIN红外光电二极管阵列．设计的大面积光幕靶发射部分与接收部分的有效作用距离最大可以达到3m．文中给出了详细的信号处理电路．设计的测试系统用5种轻武器枪弹实弹射击，测试结果与纸靶相比较，其测量误差满足目前枪弹产品检验试验的要求．     

非侵入式超声塑形及其实现的关键技术

非侵入式超声塑形是最近几年刚刚兴起的技术,使用特殊的换能器产生高能量聚焦超声波作用于人体脂肪层,利用超声波的空化效应破坏脂肪细胞膜,游离的脂肪通过人体代谢系统排除体外,从而达到塑形的目的。此项技术具有安全无创等优点。简要讨论了非侵入式超声塑形的物理机理、工作参数、实际系统的构成和工作原理,重点介绍了其中的两项关键技术：超声塑形系统中的发射换能器和频率跟踪技术的应用。     

基于改进时间反转法的超声导波检测系统构建

针对目前国内自主研制超声导波检测设备能力不足以及常规超声导波检测灵敏度较低等问题,构建一种基于改进时间反转法的超声导波检测系统。利用超声导波线性叠加性,单独激励时间反转信号,再线性叠加检测信号,在LabVIEW环境下,开发基于NEXTKIT信号万用仪和NI PXI-6331采集卡的超声导波时间反转检测系统。实验结果表明:纯净的时间反转信号是获得良好聚焦效果的前提,为窗宽选择提供依据,有效提高小缺陷反射回波信号幅值,为设备小型化提供可能。     

Microstructure of the pure copper produced by upsetting with ultrasonic vibration

The propagation of the ultrasonic wave in the solids can greatly affect the microstructure of the material. In this paper, upsetting with ultrasonic vibration as a novel method to produce the ultrafine grained material was presented to refine the pure copper grains. For the ultrasonic vibration upsetting, during the upsetting process, the ultrasonic wave propagates in the specimen at the same time. Under the coupling action of the ultrasonic and plastic deformation, the pure copper grains with the initial grain size of ~ 50 μm_? were refined to about 100-300 nm after one time forming process. By comparing the ultrasonic vibration upsetting with the conventional upsetting process, the role that the ultrasonic wave played during the upsetting process was revealed.     

大功率低频超声场测量研究进展

大功率低频超声场的主要特点是有空化产生，这给声场定量测量带来困难，而该类声场的测定是超声清洗、声化学等超声液体处理技术中的基本问题，掌握声场分布和空化强度的信息对于衡量超声系统的性能及其处理效果至关重要。文章综述了迄今用于测量大功率低频超声场的各种方法，将其分为直接测量方法和间接测量方法两大类进行阐述，介绍了每种测量方法的基本原理，并对各自的优缺点进行了对比分析。最后介绍了一些国内外的相关测量设备，结合大功率低频超声场测量领域目前的研究现状，探讨了今后该领域急需解决的问题及其发展方向。     

桥式推挽结构超声激励电路性能分析

基于桥式推挽结构,设计了由两路正向单脉冲电压产生双极性电压效果的电路,提高了激励信号的能量,为超声无损检测激励电路的负向耐压低、供电电源复杂等问题提供了解决方案。该方案包括硬件实现和相关实验验证。脉冲回波检测实验结果证明:桥式推挽结构的超声激励可以提高回波的幅度,在相同实验条件下,回波幅度为单极性方波脉冲激励的两倍,等效于双极性方波脉冲激励的效果。该文方法可以提高超声激励电路的性能,为高性能便捷式超声激励系统的设计提供了理论和实验依据。     

脉冲波声场的数值计算与测试研究

针对超声检测中影响缺陷定量准确性的声场问题进行了深入讨论,研究了脉冲波声场的计算方法,设计了相应的计算软件并绘制出实用换能器声轴线上的声压分布曲线,分析了不同材料和厚度的采样回波对频谱的影响,比较了连续波声场和脉冲波声场的分布特性及异同点。对脉冲波声场的测试结果表明,数值计算和实测结果有较好的一致性。本研究结果为提高超声检测中缺陷定量的准确性和科学性提供了依据。     

基于机械品质因数的全波压电超声换能器设计

针对全波压电超声换能器常规设计方法存在的尺寸参数较多、计算较复杂等问题,研究了一种利用机械品质因数设计全波压电超声换能器的方法。基于压电超声理论推导了全波压电超声换能器的频率方程,利用电学理论推导了全波压电超声换能器各组成部分的等效电路,利用等效电路求取了在任意等效截面处的等效机械阻抗,进而推导出全波压电超声换能器各部分尺寸参数与其机械品质因数的关系式。利用机械品质因数及频率方程的等高线图,对全波压电超声换能器各部分尺寸进行了设计计算。利用ANSYS对该尺寸全波压电超声换能器的谐振频率进行了仿真分析,结果表明所设计的全波压电超声换能器的谐振频率具有较高的精度,满足工程应用的要求。     

B4 用染色法记录液体中大功率超声场的分布

利用染料在纸上染色可以方便，快速地记录液体中大功率超声场的分布，本文给出这一套验研究的结果，表明该方法在声化学和超声清洗等大功率超声液体处理应用中，对于测量空化强度的空间分布是一种实用，可取的方法。     

微超声振动细胞切割系统中变幅杆的分析与设计

针对细胞微超声振动切割系统对超声变幅杆的要求,将等截面圆柱形阶梯变幅杆的一端替换成圆锥形变幅杆构成一种复合圆锥阶梯形变幅杆。由任意变截面杆纵向振动的波动方程出发,推导了复合圆锥阶梯形变幅杆的基本理论参量,设计了超声变幅杆的基本结构,给出其制造尺寸。并应用有限元法对变幅杆进行了模态分析,得到了共振频率和位移节点等重要参数。