基于EMAT等效电路模型的耦合分析

电磁超声换能器通过电磁耦合的机理在金属试件上激励、接收超声波。基于EMAT的工作原理,可建立EMAT的等效电路模型,将偏置磁场、激励线圈、金属试样三者间的耦合视为一个等效电路。在这种耦合作用下,等效阻抗会受到金属试样材料属性、线圈提离及偏置磁场等因素的影响。针对不同材质的金属试样及不同提离高度的情况进行实验测试,分析了试样材料参数和提离高度对电磁耦合的影响,给EMAT的优化设计提供帮助。     

超声相控阵检测成像质量影响因素实验分析

换能器及仪器参数设置不合理会导致超声相控阵检测成像质量差、缺陷识别困难等问题。为提高超声相控阵检测成像质量,深入分析超声相控阵检测成像影响因素,研究孔径、焦距及脉冲宽度对相控阵成像质量的影响,并采用控制变量法进行实验验证,获得相控阵换能器及仪器各参数对成像质量的影响规律,并讨论这些参数的优化方法。研究结果对优化换能器设计及提高相控阵检测成像质量提供参考。     

电动大客车DC／DC电源的研究与仿真

本文介绍了一种电动大客车用DC／DC电源设计的基本思路和实际电路,并对其中脉冲变压器参数的确定进行了详细的计算,然后报据此电路用PSPICE进行了仿真,从仿真电路的输出电压波形和IGBT两端波形看,取得了比较好的效果。实验表明,仿真电路和实际电路是一致的。     

大量程超声波测距系统

针对一般的超声测距系统作用距离都不大的问题,设计一种大量程的超声波测距系统.为增大换能器的发射功率,专门设计一种新型的超声换能器驱动电路,对换能器采用阻抗匹配技术.采用Labview软件对回波信号进行实时采集和处理.实验表明,该超声波测距系统的量程可达到32m.     

大口径火炮身管药室内膛裂纹电磁超声表面水平剪切波检测方法

大口径火炮身管药室内膛在射击过程中承受高温高压,易产生网状多裂纹,对安全性能造成隐患,但传统检测手段对内壁清洁度要求较高,且检测周期长.为此,提出基于电磁超声表面水平剪切波(SH波)的身管药室内膛裂纹检测方法,对缺陷进行检测.建立表面SH波电磁超声换能器的辐射声场有限元模型,分析永磁体长度和对数对辐射声场的影响,对电磁...     

换能器电学性能与振动切削力关系及监测方法

振动切削加工过程中监测切削力对于超声振动切削技术的推广和加工生产具有重要意义.本文在换能器驱动技术分析的基础上,通过研究超声椭圆振动切削过程中切削力、换能器电学阻抗与负载的变化关系,提出了一种利用换能器电学特性来判断超声椭圆振动切削力的新监测方法,并设计了一套换能器电学参数测量系统.通过大量的切削实验,验证了基于换能器...     

线阵相控阵换能器指向性研究

换能器是超声相控阵系统中的关键部件。指向性的好坏是衡量换能器性能的重要因素。文中对线阵相控阵换能器的空间指向性进行了系统的研究,分析了换能器各参数对声束主瓣、旁瓣和栅瓣的影响,最后给出了阵列换能器的设计原则。     

一种用于电磁发射的电感电容混合型储能脉冲电源

为探索电感储能脉冲电源用于电磁发射的可行性,研究了电感电容混合型meatgrinder脉冲电源电路.分析了带轨道炮负载的这种混合储能型脉冲电源系统的工作原理,结合仿真,研究了电源模块中电感、耦合系数和电容等参数对系统性能的影响,讨论了多个电源模块的并联运行问题.通过合理设计电源电路参数,这种脉冲电源电路用于轨道炮的发射是可行的,并且通过多模块的并联运行可以获得理想的脉冲电流波形和更高的系统能量转换效率.     

新型超宽带雷达发射机技术

对阶跃恢复二极管( SRD)在方波激励下的电特性作了较为深入的研究,根据SRD的特性将其等效为可变结电容和普通pn二极管的并联,可变结电容的模型以SRD的外特性实测数据为依据,用三段线性结电容来拟合SRD的结电容。提出了一种基于SRD、肖特基二极管和微带短路线产生超宽带( UWB)、单周期窄脉冲的方法,对窄脉冲产生电路的工作原理进行了理论分析和软件仿真,设计并实现了新型超宽带雷达发射机,经测试单周期窄脉冲的脉宽为400 ps,峰峰值为15 V,测试结果与分析仿真结果基本吻合,从而验证了SRD模型和对窄脉冲产生电路分析的正确性。     

引信全电子安全系统电磁兼容性改善方法

在引信全电子安全系统研究过程中,发现高频变压器的使用使得电路中产生脉冲电磁干扰,提出采用MOSFET隔离驱动、新型变压器、电源隔离等方法有望减小全电子安全系统电路脉冲电磁干扰,提高引信电磁兼容性,提高引信全电子安全系统的可靠性、安全性.     

声自导换能器在强声脉冲下的响应特性分析

为了分析强声脉冲对自导系统的作用效果,需要研究声自导换能器在强声脉冲下的响应特性。根据导纳圆图法建立了复合棒型声换能器的等效电路模型,并进行了仿真。仿真中强声脉冲信号使换能器等效电路产生振荡。在水下强声试验系统中进行了水下强声试验,采集了强声脉冲信号及换能器输出信号,试验中强声脉冲亦使换能器产生了振荡,与仿真结果相符,也验证了等效电路模型的合理性。研究还发现,不同换能器产生的振荡相关性差,使方位估计无法正常进行。试验结果表明,强声脉冲可对自导系统产生明显的压制效果,使其进入致盲状态,对抗效果明显。     

基于PIN二极管的快上升沿电磁脉冲防护模块设计与研究

为了研究PIN二极管对快上升沿电磁脉冲的响应,基于PIN二极管时域等效电路模型,仿真研究了PIN二极管电路在快上升沿电磁脉冲作用下的瞬态电压特性。以集总参数巴特沃斯低通滤波器电路为原型,通过拟合二极管寄生参数值,结合键合金丝电感参数,设计了一款基于PIN二极管的快上升沿电磁脉冲防护电路模块,并对防护电路模块的快上升沿电磁脉冲防护性能进行了测试。结果表明：在1~250 MHz短波、超短波频段内,防护模块的插损小于0.38 dB;当输入方波脉冲为4 000 V时, 限幅响应时间小于2 ns,输出电平小于30 V,满足快上升沿电磁脉冲的防护要求。     

2SD315A在高压重复频率电源中的应用

针对电源高压大功率重复频率输出的需求,介绍一种适用于给重复频率Marx发生器充电用的高压重复频率电源的驱动电路2SD315A的研究与应用。作为大功率IGBT（1200 V/600 A）的驱动模块,2SD315A工作频率高,驱动电流大,具有完善的短路、过流保护和电源监控功能。根据其工作原理及特点,结合电源系统结构,在实验的基础上,合理设计了驱动外围电路及相关参数,可在系统要求的频率20 kHz及相应较大脉宽范围内驱动单管或半桥的2个大功率IGBT,且有效及可靠实现IGBT短路过流保护等。实验证明,该驱动电路在大功率IGBT驱动器中具有较为理想的驱动及保护功能。     

钹式换能器的有限元设计与分析

为研究钹式换能器共振频率随结构参数变化的规律,分析换能器的性能,建立了钹式换能器的有限元对称模型,探讨了钹式换能器的结构参数与共振频率之间的关系,得出影响共振频率的关键因素。依据结构参数与共振频率的关系,设计了不同结构参数的钹式换能器,通过仿真计算,得到满足不同性能要求的钹式换能器,为开发小功率发射换能器和新型换能器提供了一种途径。     

一种应用于甚低频驻波管的发射换能器设计

利用薄板振动理论设计制作了一个以薄板作为辐射面的发射换能器,该发射换能器在甚低频驻波管的应用,解决了压电式发射换能器在驻波管内辐射声场在100 Hz以下信噪比太低,无法对低频矢量水听器进行测量的问题。     

电磁发射中电容电压跌落与补偿稳压技术研究

在放电触发等待过程中,脉冲电源中电容电压通常会出现明显的跌落,而且放电触发等待时间的随机性会使得每次放电的电压跌落量均不相同。以用于电磁发射的脉冲电源为研究对象,根据脉冲功率模块的电路结构,分析了造成电容电压跌落的原因,主要是由于脉冲电容器自身漏电和主放电开关漏电所致。基于电磁轨道炮实验系统建立了仿真模型,计算了不同电容电压跌落量下的电枢出膛速度及速度下降率。仿真结果表明,电容电压跌落会导致电枢出膛速度减小、散布增大,影响了发射的一致性。针对电容电压跌落问题,提出了一种通过电能补偿实现电容电压动态稳定的方法,设计了电能补偿电路和适用于多模块组态脉冲电源电容电压采样的电压随动电路,对发射系统进行了补偿稳压技术改造,并开展了实验验证。结果表明,所采取的补偿稳压方法在放电触发等待过程中能将电容电压稳定在额定电压的0.5%范围之内。补偿稳压能够不受放电触发等待时间的影响,提高发射时脉冲电源放电电压的一致性,具有较高的应用价值。     

气动舵机外衔铁式螺管电磁机构的动特性研究

在对外衔铁式螺管电磁机构进行的动特性研究中,同时考虑了铁磁阻的非线性和漏磁通的分散性,采用磁路微分法建立了电磁铁磁路模型;并根据牛顿第二定律和电压平衡原理,分别建立了电磁铁动力学模型和电路模型,编制了相应的计算程序.仿真结果与电磁系统参数检测指标相吻合,所建模型基本反映了外衔铁式螺管电磁机构的特征,表明了整套仿真方法可行.     

基于电磁超声共振的金属环-含能材料界面脱粘缺陷检测

为实现对金属-含能材料粘接结构界面粘接质量的无损评价,提高其结构安全性,本研究以金属环-含能材料界面脱粘缺陷的无损检测为研究对象,提出了基于电磁超声共振的金属环-含能材料结构界面脱粘缺陷非接触检测方法,制作了专用小型电磁超声探头,搭建了电磁超声环形自动扫查系统,对金属环-含能材料脱粘缺陷模拟试件进行了自动扫查成像,开发了相应的信号处理方法,验证了该技术对于金属环-含能材料界面脱粘缺陷非接触检测的可行性和检测能力。     

气动舵机外衔铁式螺管电磁机构的动特性研究

在对外衔铁式螺管电磁机构进行的动特性研究中，同时考虑了铁磁阻的非线性和漏磁通的分散性，采用磁路微分法建立了电磁铁磁路模型；并根据牛顿第二定律和电压平衡原理，分别建立了电磁铁动力学模型和电路模型，编制了相应的计算程序。仿真结果与电磁系统参数检测指标相吻合，所建模型基本反映了外衔铁式螺管电磁机构的特征，表明了整套仿真方法可行。     

基于模糊控制的脉冲功率源放电时序控制研究

为了实现多参数电源模块的脉冲成形网络输出电流的稳定性与可控性,设计了一种基于模糊控制的电源时序触发控制系统。根据发射过程中电枢状态的非线性特征,建立电磁发射系统电路模型和动力学模型,并设计模糊控制器与控制指令处理与分配系统。建立一个由20个脉冲功率源模块组成的电磁发射系统仿真程序,验证上述系统的可行性。结果表明,模糊控制理论的引入可以准确控制脉冲功率源模块放电时序,使脉冲成形网络输出电流跟踪设定电流波形。