夹心式压电换能器装配质量判别方法与实现

为了保证压电换能器谐振频率的一致性以及其长期工作的稳定性,提高换能器电声转换效率,介绍了利用检测谐振频率和扭矩压力来判别夹心式压电换能器装配质量的方法。在研究了压电效应的基础上,提出了通过检测压电陶瓷受压产生电荷量的方法来精确判别其装配质量,解决了其装配质量不稳定的问题。研究结果表明,该方法提高了装配精度和一致性,使其性能稳定可靠。     

压电换能器装配机自动控制系统研究

介绍了压电换能器装配机计算机控制装置的开发和设计.分析了传统的压电换能器装配存在的问题,提出了新的控制方法.硬件设计中突出了抗干扰设计,并使用Visual Basic设计窗口界面,能够实现良好的人-机交互功能,同时简要介绍了部分软件设计思路.通过基于计算机控制的压电换能器恒扭矩装配方法,实现了压电换能器装配的自动化,提高了装配精度,解决了传统装配中存在的问题.     

压电换能器装配液压扭矩扳手设计

针对压电换能器传统装配中存在的扭矩不稳定和大批量装配时不能保证统一性与准确性的问题,分析了液压扭矩扳手结构特点及其关键设计,提出了压电换能器装配液压扭矩扳手的具体方案。研究结果表明,该方案实现了大批量压电换能器装配扭矩恒定的要求,也为大批量恒扭矩装配压电换能器奠定了基础。     

结构参数对Cymbal压电换能器发电性能的影响研究

建立Cymbal压电换能器有限元模型,通过时域仿真,分析了Cymbal换能器压电材料厚度、内腔直径和高度、金属端帽厚度等结构参数对换能器输出电压的影响规律。结果表明,为使Cymbal压电换能器得到更好的输出电压,应该选择最优的内腔高度,增大换能器内腔直径、压电材料厚度,同时减小金属端帽厚度和换能器外直径。可为Cymbal压电换能器的结构优化设计提供一定的理论参考,提高设计效率。     

圆锥型压电换能器的动态设计与实验研究

对一种圆锥型夹心式压电换能器进行了动态设计与实验分析。利用有限元分析方法对换能器进行了动态设计,给出了该类压电换能器有限元建模方法,分析了换能器主要结构尺寸对振动模态、固有频率的影响。依据有限元分析结果,提出了一种基于数值分析的换能器优化设计方法,简化了设计过程。在数值分析的基础上,设计、研制了圆锥型夹心式压电换能器,并对压电换能器进行了性能测试。并将实验测试数据和有限元分析结果进行了对比,测试结果验证了数值分析与设计方法的合理性。     

超声切割用压电换能器理论设计及有限元仿真

基于波动方程和频率方程,建立了电镀金刚石线锯超声切割用压电换能器的解析模型,得到了压电换能器各组成部分的结构尺寸。借助有限元分析软件ANSYS对理论设计的压电换能器进行了动力学分析和优化设计,得到了压电换能器的优化模型。分析结果表明,有限元法对压电换能器的设计和分析具有很好的指导作用。这种换能器具有良好的性能,对下一步的应用研究有重要意义。     

超声换能器过固有谐振区匹配理论

超声压电换能器是一个能量转换系统,在超声波振动加工中将超声波电源输出的电能转换为机械振动,由于超声压电换能器是一个容性负载,为保证超声电源输出的电能有效地转换为超声压电换能器的机械振动,需要在超声电源和超声压电换能器之间加一个适当大小的电感进行匹配,但超声压电换能器又是一个强非线性时变系统,在不同的工作频率下其阻抗特性以及机械振动特性差别显著,因此如何将超声压电换能器匹配在一个恰当的工作频率,是提高振动加工质量的关键.通过正确选取超声压电换能器的等效电路模型,并对由此推导出的阻抗圆进行深入分析、研究,可以得出:如将换能器工作频率匹配在大于其内部固有谐振频率的某一频段,可以使换能器振幅最大,振动波形质量也最好,是换能器的最佳工作频段,从而提出超声压电换能器"过固有谐振区"匹配理论.试验结果证明该理论正确.     

低频单—A0模态压电换能器设计及在板结构无损检测中应用

针对板结构大范围兰姆波检测中单模态兰姆波激励问题,进行低频单模态压电换能器设计研究。基于理论模型和有限元仿真模型,对压电换能器频率特性的影响参数进行了数值分析,重点研究换能器背衬与前衬的厚度、密度、弹性模量等参数对其中心频率的影响。在此基础上,对不同结构参数的压电换能器进行性能测试,分析换能器背衬与前衬厚度对换能器频率特性及激励波形的影响,研制出适合板结构大范围无损检测的低频单一A0模态压电换能器。在此基础上,将研制的单模态兰姆波换能器应用于板结构阵列无损检测。     

超声波轴承用挤压式压电换能器的共振频率

设计了一种超声悬浮轴承用新型径向挤压式压电换能器,用于验证超声波轴承径向共振频率理论计算的正确性。基于弹性理论、压电方程和机电类比原理,建立压电换能器机电等效电路图,理论推导出了压电换能器径向振动的共振频率方程;然后,应用Matlab软件计算出了压电换能器的共振频率。采用有限元软件对已知结构尺寸的换能器进行模态分析,计算出压电换能器所需振型及该振型下的共振频率,数值仿真分析了换能器结构尺寸对换能器共振频率和径向振幅的影响。最后,设计了 一台样机,从理论、仿真及实验三方面对其共振频率进行验证。实验结果显示：换能器径向振动共振频率的理论值与实验结果相对误差为5.89%,仿真值与实验结果误差为3.53%。实验结果证明了理论计算方法的正确性,为压电挤压换能器的设计提供了理论依据。     

多孔式合成射流压电风扇仿真分析与试验

为了提高压电气体驱动器的气体驱动能力，设计了一种利用压电换能器激励空气质点振荡并形成气体射流的多孔压电风扇，并从仿真与试验两个方面对多孔压电风扇的工作特性进行了研究。通过FLUENT流场仿真分析得到了不同射流孔布置密度下多孔压电风扇的气体驱动规律，采用多个射流孔可以提高压电换能器的能量利用效率和改善多孔压电风扇的气体驱动性能。设计制作了样机并进行试验测试。试验结果表明，将射流孔布置在中心时单孔压电风扇的气体驱动性能最佳；采用多个射流孔可以提高压电换能器的能量利用效率，且存在最佳的射流孔布置密度；当驱动电压V_pp为90 V时，试验测得89孔多孔压电风扇驱动气体流速达到4.7 m/s。     

Design and characterization of immersion ultrasonic transducers for pulsed regime applications

Ultrasonic transducer design is focused to maximize performance in specific applications, usually leading to complex design and expensive construction and assembly. With the aim to overcome this drawback, a general-purpose immersion ultrasonic transducer for pulsed regime applications has been developed. The design of each element of the transducer is described in this paper, wherein materials and geometries for each part have been recommended. A simple theoretical model has been proposed in order to predict the form of the received electric signal in the target transducer. The model is based on the assumption that the piezoelectric element acts as an underdamped oscillator, forced by the acoustic field coming from the propagation medium. Excellent agreement between the experimental measurements and the analytical model is achieved. Electrical impedance measurements reveal negligible differences between the resonance frequency of the active element and that of the assembled transducer. The designed devices have been characterized in water using two identical transducers placed face to face with changeable orientation. The experimental results show a highly linear response and the generation of a collimated acoustic field. The effects of the thickness of the matching layer on the transmission coefficient have been also studied, resulting in a smooth decrease in the received amplitude, which may significantly lower large-scale production costs.     

钹式水声换能器的研究现状与发展方向

对近20年来钹式换能器（cymbal）在水声领域的研究情况进行了全面的分析,分析对象包括阵元水下振动模式、材料和尺寸参数对阵元机电性能的影响规律、阵元抗静水压性能、阵元指向性形成、新型材料的应用以及组阵对频率、阻抗等性能的影响,同时对钹式水声换能器理论研究用到的几种主要方法做了对比和分析。最后指出了钹式水声换能器未来的几个主要研究方向。     

套式磁弹性扭矩传感器及测量仪的研究

介绍了一种新型扭矩传感器,以及利用单片机系统组成与其配套的扭矩测量仪,这种套式磁弹性扭矩传感器是基于磁弹性效应原理而研制的。工作时,传感器的敏感元件置于传动轴外侧,不影响原传动轴的安装结构,可实现的任意转速下的非接触扭矩测量,并在恶劣的工作条件下仍能获得较高的精度。     

变频器在水泵上的应用

文章介绍了变频器在水泵上应用的可行性及实施方案。结果表明,应用变频器后可降低设备的维修,节约能源。     

桩基动态测试中传感器的选择与比较

如何正确使用传感器测量桩基是测桩工作成败的关键。本文就速度传感器（含地震检波器）和加速度传感器的性能优劣，结合测桩实例加以比较，供读者参考     

深海水下监听系统的设计

深海水下监听系统是用来记录试验装置分离时,爆炸螺栓的爆炸声和代表试验装置在海水中不同深度发出的声脉冲。本文详细介绍了该系统的系统组成,设计过程及其安装和布放过程。并在试验中验证了系统的性能。     

可编程控制器(PLC)在电梯工程中的应用

介绍了PLC变频器控制电梯的电气控制系统的一种方法,具有使用范围广、速度变化平滑、自动化控制等优点,是多种电梯控制系统设备形式中满足用户用梯要求的一种经济合理的理想电气控制方式。     

深海水下监听系统的电路设计

深海水下监听系统是用来记录试验装置分离时,爆炸螺栓的爆炸声和代表试验装置在海水中不同深度时发出的声脉冲。主要工作原理是：利用水听器接收远处传来的爆炸声和声脉冲,并转换为电信号,经过信号处理后,利用数码录音笔记录。     

龙门刨床的电气化改造

分析了龙门刨床的运动特点,介绍了利用变频器结合PLC对龙门刨床进行自动化改造的可行性及实现方法,以提高其加工效率与精度.     

Hydrostar4300型双频测深仪

本文主要介绍德国L3-ELAC公司生产的Hydrostar4300型双频测深仪的功能特征及技术特点,同时在应用前对各项性能参数进行的测试和功能校验及需要注意的问题,做出扼要分析说明,仅供同行交流参考。