声波测井压电换能器多频点阻抗匹配技术研究

针对声波测井压电换能器的多频点阻抗匹配技术展开研究,首先采用多模态等效电路精确描述了换能器的导纳特性;然后通过分析多模态阻抗匹配理论,设计电感-电容复合阻抗匹配网络,并结合换能器等效电路进行参数优化和电路仿真。实验表明,相比于换能器没有阻抗匹配的测试结果,该阻抗匹配技术可大幅提高换能器在谐振频率附近多个频率处的有功功率,频带内的有功功率平均提高了30倍,从而改善换能器的激励带宽和激励效率,提高测井仪器的适应性、探测深度和分辨率。     

超声换能器的宽带阻抗匹配器研究

在功率超声领域，换能器的阻抗匹配占有相当重要的地位，但有关在较宽频带内都能适用的匹配方案尚少有报道。为满足实验室研究工作需要，我们研制了两套简易匹配装置，可分别对２０～５０ｋＨｚ和０．２～２．０ＭＨｚ频率范围内的超声换能器实现阻抗匹配。     

超声换能器的“电感-变压器”阻抗匹配模型研究

在分析超声换能器阻抗特性和电路匹配的基础上,对传统纯电感电容匹配电路模型进行电路仿真和阻抗分析,证明该模型在谐振频率附近有大范围的电抗变化,存在电路不稳定和电阻调节精度低的问题;提出"电感-变压器"阻抗匹配模型,通过电感和变压器分别调节换能器电阻和电抗,实现电路的精确匹配,以提高超声换能器阻抗匹配的精度和稳定性,并给出了理想的匹配条件和匹配参数。利用匝数可调的变压器和电感制作了超声换能器的匹配电路,对20.8 k Hz的变幅杆换能器进行了阻抗匹配的实验测量,结果证明这种"电感-变压器"阻抗匹配模型在谐振频率附近具有较小的电抗变化范围、较低的电阻变化率和较高的电抗调节精度,在超声换能器的自动阻抗匹配中具有良好的应用前景。     

双匹配层宽带超声换能器

超声换能器由支撑体、高介电常数和高声阻抗材料的压电层、第一阻抗匹配层和第二阻抗匹配层组成。第一匹配层为硅。     

传输线变压器的机理及宽带阻抗匹配的设计

传输线变压器具有频带宽、易于制作的特点，在通信领域得到了广泛的应用。但在超声换能器与超声信号源之间采用传输线变压器实现阻抗匹配的报道较少。文章对传输线变压器实现宽带阻抗匹配的机理进行了详细的分析，通过一个简单的等效电路阐明了传输线变压器如何巧妙地利用传输线间的分布电容，使其由影响高频能量传输的不利因素而转换为电磁能量转换必不可少的条件，从而达到宽频带传输的目的。以500kHz-2MHz范围内的超声换能器的阻抗匹配变压器的设计为例，具体给出了确定传输线变压器特性阻抗、线长、磁心、导线型号和匝数的方法。     

超声果蔬清洗机匹配技术的研究

以160 kHz的超声果蔬清洗机为研究对象,设计了静态匹配电路。该电路由高频变压器实现阻抗匹配,串联电感实现调谐匹配。考虑到静态匹配只适合于换能器的一个谐振点,提出通过动态模拟换能器的工作状态来设计适合的匹配电感,使换能器在一定频率范围内,都可以维持在最佳状态。此外,为保证换能器参数变化后,仍能工作良好,设计了较实用的频率跟踪电路。     

表面波电磁声换能器及电声学特性的研究

电磁超声换能器的非接触、信号重复性好等特点使得其在高温自动检测、材料特性测量等领域有着广泛的应用前景。利用电磁超声技术激发表面波更是行之有效的方法,论文着重于理论分析,对表面波电磁声换能器的物理结构、电声学特性作了较为全面和深入的研究,并用等效电路模型探讨了阻抗匹配的方法。结果表明,电磁声换能器为感性负载,不同于压电器件的容性负载特性,因此对换能器的设计和优化也有着独自的特性;随着提离距离的增大,相应的换能效率也将急剧下降;阻抗匹配对于提高信号的输出强度,抑制谐波分量有着重要的作用,而采用电容并联匹配相比串联匹配,能够提供更高的转换效率。     

采用声阻抗匹配技术的宽带聚合物超声换能器

本文提出了一种带有声阻抗匹配层的宽带聚合物超声换能器,其中聚苯乙烯或聚丙烯匹配层粘在偏二氟乙烯和三氟乙烯共聚物(P(VDF—TrFE))压电薄膜的正表面。匹配层厚度为λ/4,对于在水中获得宽带频率响应和尖锐的脉冲响应最为有效,分析的结果和实验结果都证明,换能器加匹配层后,其深度分辨力比一般P(VDF—TrFE)换能器高1.7倍,而灵敏度没有任何降低。用这种新型换能器获得的医疗超声成象表明了它的实用性。     

微波传输线阻抗匹配问题浅析

在通信系统的设计中，传输线的阻抗匹配是非常重要的一项工程技术指标，对于提高产品的可靠性，提高通信速度，改善电磁兼容特性都有重要的意义。本文首先介绍了传输线阻抗匹配的基本原理和方法，并对传输线阻抗匹配的实现方法进行浅析，最后提出一种计算机辅助设计多级传输线阻抗匹配的方案。     

复频超声换能器的研究

研究了一种具有多个共振频率的功率超声换能器，即复频超声换能器。换能器由一个纵向振动夹心式压电超声振子和一个弯曲振动薄圆盘复合而成。给出了换能器的理论共振频率方程，对实际制作的换能器的共振频率，等效电阻抗及有效机电耦合系数进行了实验测试，并对换能器的大功率工作性能进行了定性的测量及观察。实验结果表明，给出的换能器可以在不同的振动模式上工作，因此具有许多共振频率，且对应换能器不同的共振频率，换能器的等