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。     

井下前视声波成像系统及电路设计

介绍了一种用于检测油井套管变形和落物等状态的前视声波扫描成像实验系统。系统采用相控阵超声波扫描技术和一维线阵声波换能器。系统由井下系统和地面系统两部分组成,详细阐述了井下系统中电子电路的实现方法。系统将FPGA＋DSP＋AD的数字电路框架应用于套管井检测,完成了对超声回波的高速采样以及数字信号处理。用该系统进行了一系列模拟实验,结果表明：该系统在模拟井下环境的实验条件下,能够得到套管井的前视声波图像,从而检测出套管井变形、井内落物等状态。     

多峰超声振动系统频率自动搜索和跟踪

在大功率超声应用中,由于超声振动系统具有多峰性,超声振动系统的频率搜索和频率跟踪非常困难。文中用实验的方法研究多峰振子与振动系统的电流电压相位和电流大小关系,以及工具头的横向尺寸与振动系统主峰频宽之间的关系。根据实验规律,文中采用相位和电流双参数对振动系统的谐振状态进行判别,并在20kHz超声塑料焊接机上进行频率搜索和频率跟踪实验,实验表明双参数频率搜索和跟踪的方法是可行。     

交流变频调速系统仿真建模及谐波特性分析

随着电力电子技术的发展,交流变频调速系统以其强大的优势逐渐取代传统的直流调速传动,其在给人们生产生活带来方便和效率的同时,也造成了电力系统谐波污染加重的问题。因此,设计了一种开环正弦脉宽调制（sinusoidal pulse width modulation,SPWM）控制的交流变频调速系统并搭建仿真模型,实现了对系统中变频器输出电压频率和幅值及电机转速的灵活控制。对系统网侧电压和电流进行了谐波特性分析,结果表明：网侧电压的波形比较理想、畸变很小,而电流波形畸变严重;且随着变频器输出频率的增加,电压波形畸变程度有所加剧,电流畸变程度有所减轻。     

第一界面流体环厚度对套管首波的影响

基于简化的套管井模型,数值计算了第一界面胶结状况不同时的井内声场,考察了第一界面处流体环厚度变化时井内声场二维谱、激发谱及时域波形的变化特征.数值和分析结果表明:二维谱可以比较清楚地显示各波型成分的变化规律;第一界面未胶结而第二界面胶结良好时,波列首波是套管波,它是一种速度略低于钢套管纵波速度的导波;此时,即使套管与水...     

照明用大功率无桥LED驱动电路输入电流谐波分析

对作者介绍的照明用大功率无桥LED驱动电路的输入交流工频电流波形在设定电路条件后的频谱和谐波含量进行了分析和计算,其结果是,在电路最低工作频率以下的频率范围内基本不存在谐波成分,电路输入电流的总谐波含量THD随最小输入电流脉冲宽度T₀(min) 增大而上升,随电路的输出直流电压与输入交流电压有效值的比U_o/U_i的增大而下降.并指出在电路的输入端需要一个滤波电路,分析了滤波电路的滤波效果,给出了滤波电路的设计方法.     

铂热电阻温度计的温度-频率转换

本文介绍作者研制的一种0～500℃的以铂热电阻为传感器的具有电压、电流和频率输出的温度变换器。基本原理是,将铂热电阻接入电桥电路,输出经非线性校正,得到线性的温度—电压关系,再经电压—电流转换得到电流输出;经电压—频率转换,得到所需要的频率输出.     

基于DSP的航空测试交流电源

介绍了一种基于DSP的航空测试交流电源.该交流电源不仅能够输出飞机交流用电设备在不同工作状况下的频率幅值可调的正弦电压,而且能够输出周期性畸变电压.该电源采用数模混合控制及重复控制方法,数字部分实现高精度的波形发生器和电压有效值控制;模拟部分采用电压电流瞬时值控制,提高响应速度.最后给出测试波形.     

功率超声电信号的实时检测

针对功率超声电信号高频高压且带有波形畸变的特点,本文研制了一种超声频电信号检测系统,可以对超声过程中功率,电压电流有效值,相位差及频率信号进行快速准确的实时检测,而且可以对测量结果进行实时记录,分析处理,这为实现功率超声的过程实时监控奠定了基础。     

电源波形对电镀质量的影响

1.前言电镀电源通常使用直流电源,也用市用交流电整流的直流电源。严格地说,这种电源供电的电流不叫直流,而叫作脉动直流。目前,具有可控整流特性的可控硅整流器不是调节输入电压来控制输出电压和电流(通常的整流器是控制输入的交流电压变化其输出电压),而是在整流的同时,将其输出波形     

功率超声电源的研制

本文介绍了一种具有无相差频率自动跟踪和输出功率恒定功能的功率超声电源,此电源采用集成锁相环来实现无相差自动频率跟踪,采用ＰＷＭ方式控制ＢＵＣＫ电路的斩波,达到恒功能及功率可调的目的。另外,此电源系统还有电路简单、工作可靠、体积小、重量轻、成本低、实用性强等特点。     

新型箝位式压电电机的设计研究

针对传统箝位式压电电机在谐振态下工作时,方波振动的箝位部分结构设计复杂问题,提出一种新型箝位式压电电机。该电机箝位部分与驱动部分均由同频正弦电压驱动实现正弦振动,通过定子对动子的箝位接触,实现动子单向输出运动。相较于传统箝位式压电电机和超声电机,该电机的定子结构设计无需采用模态简并,结构设计难度降低。利用有限元仿真确定定、动子结构参数,制造样机并搭建实验平台。对箝位部分分别采用正弦波与方波做激励,再对驱动部分进行波形对比,表明正弦波亦能达到预期效果。实验结果表明:准静态时,激励电压频率为250Hz、电压峰峰值Vp-p为10V时,步进距离为0.5μm,步进速度0.13mm/s;谐振态时,激励电压频率为540Hz、电压峰峰值Vp-p为70V时,步进距离为32μm,步进速度16.9mm/s;该电机可兼顾低频高分辨率和高频高速输出以实现跨尺度工作。     

A novel pyroelectric method of determining ultrasonic transducer output power: device concept, modeling, and preliminary studies

This paper describes a new thermally based method of monitoring acoustic output power generated by ultrasonic transducers. Its novelty lies in the exploitation of the pyroelectric properties of a thin membrane of polyvinylidene fluoride (PVDF). The membrane is backed by a thick layer of polyurethane rubber that is extremely attenuating to ultrasound, with the result that the majority of the applied acoustic power is absorbed within a few millimeters of the membrane-backing interface. Through the resultant rapid increase in temperature of the membrane, a voltage is generated across its electrodes whose magnitude is proportional to the rate of change of temperature with respect to time. Changes in the pyroelectric voltage generated by switching the transducer ON and OFF are related to the acoustic power delivered by the transducer. Features of the technique are explored through the development of a simple one-dimensional model. An experimental evaluation of the potential secondary measurement technique is also presented, covering the frequency range 1 to 5 MHz, for delivered powers up to a watt. Predictions of the sensor output signals, as well as the frequency dependent sensitivity, are in good agreement with observation. The potential of the new method as a simple, rapid means of providing traceable ultrasonic power measurements is outlined.     

基于动态可变阈值的低功耗单声道气体超声波流量计

为克服气体涡轮流量计存在压损和需定期校准的缺点,研制了耐高压低功耗单声道气体超声波流量计.针对换能器因阻抗不匹配造成的回波信号质量差的问题,分析了回波信号的特征,提出了动态可变阈值和过零检测的数字信号处理方法.该方法可精准定位回波信号特征点.研制了以STM32为核心的低功耗气体超声波流量变送器.变送器采用了新的激励方式...     

基于声发射技术的热障涂层损伤行为

热障涂层以优异的隔热、耐磨和耐蚀性而被广泛应用于航空涡轮发动机中。由于热障涂层体系内部结构复杂,服役环境苛刻,导致其失效不可预测。热障涂层系统内的表面开裂和界面分层是限制热障涂层长时间使用的瓶颈问题,且热障涂层的过早剥落失效会导致合金基体暴露在高温燃气中,这可能引起灾难性的后果。针对涂层的裂纹扩展行为,最重要也最直接的研究方法就是对热障涂层的整个失效过程进行实时无损检测,为寿命预测提供最直接的证据。声发射技术是一种实时动态的无损检测方法,可直接检测热障涂层失效过程中的裂纹扩展行为,因此在热障涂层失效检测领域得到了广泛的应用。然而,造成热障涂层损伤失效的因素较多,如失效机理复杂、失效形式多样,以及声发射信号本身的随机性和不可逆性,使得利用声发射技术检测热障涂层失效整个过程的研究还不够全面。目前,已通过声发射技术的参数分析和波形分析实现了对热障涂层损伤失效的定性、定量和定位分析,并对涂层寿命进行了预测。参数分析是以多个简化的波形特征参数来表示声发射信号的特征,即对一些特征量进行统计的过程,如能量、频率、幅度等。采用声发射特征参数法可定量评估热障涂层的损伤程度并对涂层的寿命进行预测。目前人们从连续损伤累计、某一特定参量变化等多个角度预测热障涂层的寿命,但是各种寿命预测模型主要是根据实验结果的经验或半经验公式,随着热障涂层的发展以及对热障涂层失效机理认识的不断加深,寿命预测模型也在不断发展与完善。波形分析是通过对声发射信号的时域波形或频谱特征分析来获取缺陷信息的一种信号处理方法。从理论上讲,波形分析应当能给出任何所需的信息,因而波形也是表达声发射源特征最精确的方法,目前主要通过小波变换把声发射波形信号从时域变换到频域,进而识别其损伤模式并实现声发射源的定位。本文对声发射技术进行了简要的介绍,总结了声发射技术参数分析和波形分析在热障涂层损伤模式识别、损伤位置的定位、损伤程度的定量评估和剩余寿命预测方面的研究进展,指出了当前研究中存在的问题并对其下一步的发展进行了展望。     

Stabilized 400 to 3600 c/s magnetic frequency multiplier

This paper presents detailed design information and performance characteristics of a stabilized 400 to 3600 c/s frequency transformer of the phase multiplier type. The described three-phase-operated prototype design provides a maximum output power of 40 watts. The performance is such that, with output power values up to about 20 watts, actual variations of the 3600 c/s output voltage are ±0.1 to 0.3 percent, although the 400 c/s supply voltage may be changed within the wide range of 80 to 220 volts. As a result of the application of square-loop core material (Orthonol 2-mil tape cores), the waveform of the square-wave output voltage is similar to that of a switching transistor magnetic core multivibrator. Since the output terminals can be permanently short-circuited, the frequency multiplier protects itself and the equipment it supplies from overloads. In view of these properties, the described prototype design will be valuable for those applications in control engineering, where simplicity, ruggedness, extreme reliability, and almost unlimited life, are of prime importance.     

高频热声制冷机中的压电喇叭特性

研究建立了1台5 kHz微型热声制冷实验样机,对压电喇叭谐振系统的阻抗特性,以及频率和电压响应特性进行了实验研究.初步的实验显示,压电喇叭与驱动电源和热声谐振系统之间需要在电学和声学上进行匹配,PZT5的压电陶瓷材料发热较大,且提供的声功率较小,这些是影响微型制冷的重要因素.     

声波反射法测量电流变液参数

电流变(Electrorheological, ER)液是一种新型智能材料,在外部电场作用下其物理特性可调节。文章设计了一种电流变液的声学测量系统,利用声波反射法测量电流变液的反射系数和相位差,根据声阻抗率与弹性模量关系,得到电流变液储能模量、耗能模量和损耗角等参数。实验结果表明：声阻抗率、储能模量和损耗角等参数与所施加外部电场的电压有关,采用电极绝缘漆处理工艺能有效兼顾电流变液对较大剪切应力和快速响应时间的性能要求。     

基于可编程片上系统的宽频带超声波电源系统设计

针对当前超声波处理装置的频率单一、专机专用等问题,提出了一种基于可编程片上系统(System-On-aProgrammable-Chip,SOPC)的新型宽频带超声波电源系统。该系统基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)可编程逻辑及数学运算等方面的优势,移植了NIOS II软核作为主控制器,移相脉宽调制(Phase-Shifted Pulse-Width-Modulation,PS-PWM)用于调频调功,正交相关电路检测输出电压与电流间的相位差。实验结果表明,该方案能在指定带宽范围内(20~40 k Hz)使超声波振子工作状态趋近于谐振状态。