基于声表面波的电站锅炉受热面温度监测传感器研究

为了直接测量电站锅炉高温受热面的温度,对声表面波温度传感器进行有限元模拟及制备,并进行高温实验研究.选择硅酸镓镧(LGS)作为高温压电基底材料,对Au、Pt、Cu三种电极及不同厚度进行模拟分析,最终选择100 nm厚的Au电极.实验结果表明该传感器谐振频率随温度呈下降趋势,温度灵敏度较好为5.89 kHz/℃,且高温时...     

新型声表面波谐振式压力传感器的研制

本文介绍了一种新型的声表面波谐振式压力传感器,压力敏感元件为声表面波谐振器,并组成差电路形成式进行温度补偿。敏感膜片采用全石英一体化封装技术,消除了传统粘贴式封装结构所带来的迟滞、重复性等误差,极大的提高了压力测量的精度。由于声表面波器件采用半导体工艺制作,易于批是生产,降低了成本,具有极大的实际应用价值和意义。文中介绍了该传感器的工作原理,并给出了具体的性能指标。     

梳状光电传感器及其信号调理电路的研制

为了改变车辆行驶性能测试采用五轮仪的落后状况，采用新一代梳状光电传感器，研制成非接触式车速仪。分析了该光电传感器的工作原理及信号特点，设计了适合处理该信号的窄带通跟踪滤波器。通过压缩带宽，克服了干扰，防止了有效信号的丢失，提高了精度。研制的锁相环预偏电路，解决了超步车速和调速的测量问题。实际测试和对比试验表明，采用该光电传感器及其研制的车速仪，测量精度高，使用方便，具有较大的推广应用价值。研究的跟踪滤波技术也适用于其他更高频率信号处理的应用场合。     

基于压电复合材料的梳状柔性宽带表面波传感器有限元设计

为检测厚板和厚壁管道表面缺陷。采用1-3型压电复合材料结合有限元方法设计了一种柔性非等间距梳状宽带表面波传感器。首先优化了复合材料参数。当复合材料宽高比小于0.6,压电相体积百分比为70%时为最佳参数。然后采用优化得到的压电复合材料,设计了宽度渐变和厚度渐变的传感器,并进行了频率响应,指向性和缺陷检测模拟。结果表明,设计的传感器-3 dB带宽达到420 kHz,指向性良好,并且能够在不同频率实现缺陷检测。为传感器实物制作提供了理论基础。     

声表面波汽车轮胎压力传感器的研究

主要介绍了一种能实时监测轮胎压力的方法,即使用无源、节能、环保及易实现无线传输的声表面波压力传感器,有效地检测轮胎压力。此外,引入了蓝牙无线技术,对无线测量系统的研究有一定的参考价值。     

一种新型柔性电容式触觉传感器的电容仿真与计算

提出一种新型柔性电容式触觉传感器的设计方案,分别采用高导电材料硅脂导电胶和绝缘硅胶制备电极层和介质层,由于其"全柔"特性,传统的平行板电容计算公式已经不能满足计算要求。因此,根据接触力学中的位势理论简化推导了单维力加载时的柔性平行板电容器的变形规律,并利用多物理场仿真软件COMSOL对柔性平行板电容器进行有限元仿真计算,验证推导结果。最后,针对该柔性平行板电容敏单元灵敏度低的缺点,对几何模型进行改进,仿真结果表明灵敏度得到了大幅提高。     

基于声表面波器件的无源传感器的研究

利用声表面波器件的高频压电转换特性,研究设计了一种可实现无线访问的时间延迟型无源传感器,为提高回波信号的信噪比,在ＳＡＷ器件的设计中,采用了一种并联式的新型结构以替代传统的共线式结构。利用一套射频访问系统,本文重点针对器件的力敏特性进行了实验研究。实验表明,合理地设计器件中ＩＤ－Ｔａｇ与反射栅的参数,可稳定地测出器件上ＳＡＷ的传播参数,测量结果不受器件与访问系统间距离的影响,利用这一原理,可进上步     

谐振器型声表面波加速度传感器的研究

利用压电石英晶体设计并制作 了一种谐振器型声表面波加速度传感器,产并对其性能进行了测试和分析。     

声表面波力敏传感器的研究

本文分析了声表面波（ｓｕｒｆａｃｅａｃｏｕｓｔｉｃｗａｖｅ简称ＳＡＷ）力敏传感器加载后，频率稳定性变差的原因。在此基础上，设计了一种新型的采用等应力加载的力敏传感器，计算了该传感器的灵敏度，并给出了该传感器的频漂实验和力—频特性实验结果，为传感器的实际应用打下了基础。     

表面波电磁声传感器的研究

电磁声传感器能够非接触地在金属材料中产生和探测超声波，由于不需耦合剂，使得它能够用于高温、高速和粗糙表面这些常规检测方法难以胜任的场合。介绍了所研制的表面波电磁声传感器的工作原理和进行驻波试验的部分结果分析。     

三维微型梳齿的静电结构耦合特性研究

为了解微机电系统中,静电结构耦合作用对微梳齿结构性能发挥的复杂作用,对三维微梳齿驱动器的静电结构耦合特性进行了研究,用有限元方法仿真和分析了耦合作用在3个方向上对梳齿结构静电力或位移的影响。结果显示出3个方向的耦合作用都随着电压增大而增大,不同方向耦合作用对静电力和位移的影响不同,其中x方向上的作用最为显著,考虑梳齿在不同情况下的耦合作用对梳齿结构的设计、驱动电压的选择等有指导意义。     

超声波液体传送装置的设计

提出了一种行波型超声液体传送装置,其传送机理是利用纵向振动的超声波换能器激起传送管上的弯曲行波,使输送管管壁质点产生椭圆运动从而在液体中产生声流来驱动液体运动。从理论上证明了超声波液体传送装置中行波和声流的存在,并建立了有限元模型。该装置具有结构简单、响应迅速和噪声小等特点。     

利用非线性Rayleigh波检测镁合金厚板疲劳损伤的仿真和试验研究

为在波结构上扩展非线性超声无损检测技术的工程应用范围,提出一种将压电传感器直接安装在试件的边缘激发和接收Rayleigh波的方式,通过有限元数值仿真验证了此方法是有效的.利用此试验系统和方法验证非线性Rayleigh波的累积效应,非线性系数随Rayleigh波传播距离的增加近似线性增长,表明Rayleigh波的非线性特...     

超磁致伸缩功率超声换能器振动系统分析

稀土超磁致伸缩材料（GMM）是近年来发展起来的一种新型功能材料,具有磁致伸缩应变大、磁机耦合系数高、响应速度快、能量密度高等优异特性,已在机电领域显示出良好的应用前景。介绍了超磁致伸缩功率超声换能器的结构以及工作原理,利用有限元方法建立了换能器的振动模型,并推导出换能器的谐振频率表达式,其数学模型与ANSYS仿真表明所建立的仿真模型可以反映出换能器结构与谐振频率之间的关系。结果表明该方法是可行的,开辟了求解磁致伸缩问题的新思路。     

形状参数对Cymbal换能器发电能力的影响

Cymbal(钹)换能器由两个金属端帽和夹在中间的压电陶瓷圆片组成。首次将Cymbal换能器作为发电装置研究,建立了刚性杆铰接简化力学模型。采用有限元方法对Cymbal换能器力电耦合场进行分析,计算出了产生的电压和电场能随空腔深度、端帽厚度和端帽顶部直径增大递减,随端帽空腔底部直径增大递增的变化规律。利用Cymbal换能器刚性杆铰接模型对计算结果给出了力学解释,并计算出了在金属端帽不屈服情况下的最大发电功率。     

针梳机梳箱动静力学有限元分析研究

利用ANSYS软件对针梳机梳箱进行了模态分析,给出了梳箱主振型和固有频率;对梳箱进行静力学分析,给出了梳箱在工作过程中的最大应力,为针梳机设计和改进提供了充分依据。     

密封系统对低频超声透皮给药的影响

为提高低频超声透皮给药过程中药液渗透率的控制精度,通过有限元计算分析,设计了一款具有密封结构的超声换能器,用以改变低频超声透皮给药系统中的药液压强。基于Franz扩散池的皮肤透皮体外实验的研究(包括人造皮肤与大鼠离体皮肤),获得了密封系统对透皮渗透量变化的影响规律。实验结果表明,超声空化、促渗剂与压强都可以改变药液渗透率,其中超声可以通过空化效应破坏皮肤表层结构进而促进渗透,而压强与超声、促渗剂相互结合则可以起到提高给药渗透精度的作用。提出的密封式超声换能器可通过压强变化初步实现调节低频超声透皮给药精度的目的,为进一步设计可调压强的低频超声给药系统奠定应用基础。     

表面贴装SAW低插损高阻带抑制滤波器的封装研究

讨论了某型号SAW低损耗高阻带抑制滤波器改为表面贴装形式封装过程中遇到并解决的几个问题,主要利用有限元方法计算仿真了封装更改后电性能恶化的情况并设计制作了非损测试夹具.该项实验对提高高阻带抑制SAW滤波器封装后实际工作性能具有重要意义,为接收上天线所要求的小型化做出了贡献.     

低频超声透皮给药过程流场影响分析

针对低频超声透皮给药过程中声场和流场的促渗机理问题,基于压电方程、声压方程以及湍流k-ε模型,利用COMSOL有限元软件建立了其声-压电-流耦合仿真计算模型。通过理论分析和Franz体外透皮实验分别获得了给药系统中的声场与流场的大小及分布,以及体外实验的超声促渗后的渗透量。仿真计算与实验结果表明:离体皮肤在超声作用下渗透量更大,皮肤上产生更多褶皱与空化穴,这说明存在空化效应与交变载荷,而后者可能是流场流动或涡流引起的;药液中流场沿超声换能器的辐射面下方流动到辐射面侧面,形成搅拌作用,且辐射面正下方的流速最大,当输入电功率为5.5 W时,可达0.55m/s,皮肤上方伴有较强涡流;流场在超声促渗中起搅拌与扩张皮肤通道的作用,对促渗起辅助作用。     

简支条件下三叠片复合弯振换能器振动特性研究

采用瑞利法对简支边界条件下三叠片圆盘弯振换能器进行理论研究,并推导其谐振频率及有效机电耦合系数,通过数值计算分析了谐振频率及有效机电耦合系数随换能器各尺寸参数的变化规律,结果表明换能器结构参数对谐振频率和有效机电耦合系数有很大影响,谐振频率随换能器各尺寸参数的增大而增大,在其它尺寸一定的情况下有效机电耦合系数随着金属片厚度,都有一个最大值,也为三叠片弯曲振动换能器的进一步广泛应用提供理论支持。