矩形压电振子式主动阀压电泵的设计及其性能

根据压电泵的工作原理,基于两端夹持式主动阀开发了矩形压电振子式主动阀压电泵,对其结构及工作原理进行了说明。计算了其理论流量,剖析了流量的影响因素。通过试验研究得出:泵在工作时阀腔压电振子与泵腔压电振子之间的最佳相位差是70°和250°。测试了阀腔压电振子在不同电压、频率驱动信号作用下压电泵的输出特性。同时,对主动阀压电泵的双向泵送能力进行了比较分析。实验结果表明:与正弦波相比,方波作为矩形压电振子主动阀的控制信号时,流量相对比较大。频率为70Hz时,最大流量为140mL/min;在高频情况下,矩形压电双晶片式主动阀压电泵的流量保持较好,圆形压电振子式主动阀压电泵的流量下降明显。     

压电微喷驱动振子振动的理论分析

压电驱动振子是由压电材料层和单晶硅层复合而成.以压电微喷驱动振子为研究对象,根据压电本构方程和弹性薄板弯曲理论,应用能量法对其进行了理论分析,建立了周边固支条件下压电驱动振子振动的理论模型,推导求解了驱动振子一阶固有频率及位移函数,MATLAB编程计算结果与ANSYS软件仿真结果误差为6.6%,表明了二者的一致性.分析了激励电压及压电驱动振子结构参数对轴向振动位移的影响,研究结果可为压电微喷液滴发生器的设计及控制提供理论依据.     

大行程纳米级步距压电马达驱动电源的研究

针对基于尺蠖运动原理的大行程纳米级步距压电电动机的运动特点,研制了一种压电陶瓷微位移驱动器驱动电源.对压电陶瓷进行动态驱动实验表明,在输入三角波、方波、正弦波等动态信号时,该驱动电源可很好地跟随输入波形的变化,实现了输入电压为0～5 V时,输出电压在0～280 V内连续可调,具有40 mV的高分辨率和较为理想的静特性.同时对压电陶瓷的驱动实验还表明:压电陶瓷在0～280 V的电压范围内,微位移变化是线性的.     

双压电振子反相模态驱动的直线驱动器机理

为提高压电驱动器的定位能力,提出了一种双压电振子反相模态驱动的直线驱动器,以两组反相模态振动的独立控制的压电振子作为主压电振子和辅压电振子,分别产生机构运动的拉力和推力使驱动器在倾斜平面上直线运动.理论分析了双压电振子反相模态驱动的驱动器双向运动条件,设计研制了驱动器样机并进行了性能测试.结果表明:该驱动器能在10°倾...     

一种新型微流体主动混合器的仿真与分析

针对本文设计的一种新型压电驱动的微流体主动混合器进行建模和仿真,对压电驱动振子进行模态分析,得到其固有频率和振型;以水为流体,对混合器和其内部流体进行流固耦合分析,得到压电振子对混合器内流场的扰动状况;分别在未施加激励和施加激励的情况下,对不同温度的水进行混合仿真实验,得到混合器内不同位置的混合状况。通过比较和分析仿真实验结果,验证了混合器的工作性能。     

矩形振子驱动式分频压电骨传导助听器

为了使压电骨传导助听器对声音信号的传递更准确、更高效,提出一种具备对高低频声信号进行分频传导能力的新型压电骨传导助听器。该助听器利用方形和矩形2个压电振子独立驱动,可以将高低频声音信号分频后通过骨传导方式传至内耳。对助听器的主要部件压电振子设计参数进行了仿真分析,依据仿真分析的结果,制作了压电骨传导助听器试验样机,搭建了测试系统,对助听器样机进行了试验测试。测试结果表明,矩形和方形振子的阶跃响应速度相差约4 ms;中低频段频率响应中矩形振子的声压值突变平均超过方形振子约10 d B,中高频段频率响应中方形振子的声压值突变平均超过矩形振子约13 d B。试验结果证明该助听器可以实现声音信号的分频传导。     

悬臂梁压电振子频率调谐和发电能力研究

研究了一种带末端质量块的悬臂梁压电振子的频率调谐能力。理论分析了悬臂梁压电振子的结构尺寸对压电振子谐振频率和发电能力的影响关系,并分别对长度调谐和质量调谐前后的压电振子发电能力进行实验测试和对比分析。结果表明,增加悬臂长度或末端质量可以降低压电振子的谐振频率,减少悬臂长度或末端质量可以提高压电振子的谐振频率,但为达到更好的发电效果,降频调谐时,应该采用质量调谐法提高压电振子的输出功率,而升频调谐时．应该采用长度调谐法提高压电振子的输出功率．     

悬臂式压电振子宽频发电装置设计及测试

为了提高压电材料的发电量和发电效率,设计了一种悬臂式压电振子宽频发电装置.首先,对单个压电振子进行电压输出和相频特性分析,得出影响电压输出的影响因素.然后,对双压电振子整流后串/并联进行电压输出特性分析,当两压电振子串/并联整流后,输出的电压为两个压电振子输出电压的较大值且频宽增大.最后,对4个压电振子进行发电实验测试...     

基于圆形压电振子的骨传导听觉装置

应用周边固支式圆形压电振子作为驱动元件,将音讯信号转换为振动信号,再利用骨传导方式使人感知音讯信号,在此基础上构建了圆形双晶片压电式骨传导听觉装置。对圆形压电振子进行了建模,利用有限元仿真分析,提出了压电振子支撑方式的优化方案。对设计的压电式骨传导听觉装置进行了实验测试,得到了骨传导装置结构参数对其性能影响的关系曲线。实验研究表明:压电式骨传导听觉装置的基本性能指标能够满足骨传导听觉装置的要求。     

悬臂梁单晶压电发电振子电压输出特性的有限元仿真分析

为了解决化学电池为低功耗电子产品供电中存在的问题,对悬臂梁单晶压电发电振子的电压输出特性进行了分析。根据欧拉伯努利方程和压电学理论,建立了悬臂梁式压电发电振子的电压输出特性数学模型,并对压电振子长度、金属基板与压电晶体的长度比,以及金属基板材料对悬臂梁压电发电振子的电压输出特性进行了有限元仿真分析。结果表明：所建立的数学模型与仿真分析结果基本一致;晶体板与金属基板的长度比存在一个最佳值,使得压电振子的输出电压达到最大,且随着金属基板弹性模量的减小,压电振子的输出电压逐渐减小;当金属基板分别为不锈钢、硅、磷青铜和铝合金时,晶体板与各金属基板的最佳长度比分别为0.60,0.65,0.70,0.75。     

压电泵用被动截止阀的发展

为使压电泵能够很好的工作,要合理选择泵用被动截止阀。由于压电振子振动时,在阀体两侧产生的压差非常小,因此要求阀的开启压力必须很低。本文从以往关于压电泵的研究中,选用了悬臂梁阀、平板阀、蝶阀与"V”型阀等几种常用的压电泵用被动截止阀进行了介绍,分析了各种阀的结构特点及工作过程中的优缺点,为压电泵的进一步设计和在阀体选用上提供了可靠的数据。     

压电式胎压报警器供电装置的发电特性

提出利用压电发电装置替代电池为胎压报警器提供实时电能。根据胎压报警器结构特点,提出将压电发电装置安装在车轮轮毂上,利用车轮转动中的振动来发电的方案。通过试验的方法研究了压电振子在轮毂上不同安装方式下的发电特性。试验结果表明,在既垂直于轮毂又垂直于车轮滚动方向的安装方式下,压电振子可以有效克服离心力的影响并吸收来自车轮所在平面多个方向的振动,压电发电装置发电效果较佳,适合为胎压报警器供电。利用4片45mm×15mm×0.2mm的悬臂梁型压电振子并联为胎压报警器供电,其产生的能量能够满足胎压报警器的工作要求。     

一种磁电可调双通带滤波器

该文结合耦合带滤波器的微波传输原理和铁氧体/压电层合磁电材料的铁磁共振效应,设计了一款应用在2-10GHz频段范围的磁电双可调双通带滤波器.分析了其工作机理,通过HFSS平台进行模拟仿真,结果表明滤波器通带部分的插入损耗约为-3dB,阻带部分最大插入损耗达到-20dB,同时验证了其磁电可调的有效性.     

压电匹配滤波技术在塔巴庙地区的应用

针对压电检波器价格昂贵且存在不稳定性的问题,提出在同一测线（试验线）上同时布设常规检波器和压电检波器,根据两套数据的差异求得压电匹配滤波器,进而对常规检波器采集的数据进行匹配处理,从而在确保地震记录稳定性的前提下,发挥压电检波器高灵敏度、大动态范围和宽线性工作带的性能优势,以此来改善地震资料的品质.在塔巴庙地区的应用结果表明:该方法能有效地提高地震记录的主频,展宽有效频带宽度;原始地震记录中的一些复合波被打开,弱反射层得到加强,目的层位的标定更加准确、清晰,分辨率得到了有效地提高.     

光线示波器的低频振动子的最佳外接电阻

本文从振动子的运动方程出发,讨论了为实现不失真的传输,振动子应具备的最佳阻尼率ζ以及为保证低频振动子的最佳ζ值所需的外接电阻值的实验求法。     

耦合弯曲-剪切载荷L型压电振子的低宽频特性

针对传统的压电能量采集装置固有频率高、工作频率范围窄及能量转换率低的问题,基于Timoshenko梁理论提出耦合弯曲-剪切载荷的L型压电振子,研究基于L型压电振子的复合压电结构的能量采集特性. 根据无线传感器的作业环境特点,研究L型悬臂梁的长度、宽度及延伸段长等因素对压电能量采集频率、输出电压峰值及能量转换效率的影响规律. 组合不同尺寸L型压电悬臂梁,研究设计回字形布局的阵列式复合振子. 经仿真分析与实验验证结果可知,在0~250 Hz低频环境下,能量采集频率为28~36 Hz、61~68 Hz、92~99 Hz以及103~111 Hz,较等尺寸传统阵列式压电复合振子覆盖频率平均提升了260%.     

悬臂梁单晶压电振子发电的理论建模与仿真

为了解决电池为低功耗电子产品供能存在的诸多问题,对悬臂梁单晶压电振子的发电能力进行了研究.根据压电理论和热平衡原理,建立悬臂型单晶压电振子发电能力的数学模型,并对金属基板材料、基板厚度与压电片厚度对压电梁发电能力的影响进行了数值模拟与有限元仿真分析.研究结果表明,建立的数学模型与有限元仿真分析结果一致,压电片与基板材料存在一个最佳厚度比使得压电振子的输出电压达到最优,且最佳厚度比随着基板材料弹性模量的增大而增大,当基板材料分别为铝、磷青铜、多晶硅和钢时,单晶压电振子所对应的最佳厚度比分别为0.4、0.5、0.55和0.65,最后对以磷青铜为基板材料的压电振子进行了实验测试.实验结果表明,当压电片与基板厚度比为0.5时,压电振子输出功率最大,验证了理论分析的正确性.     

新型压电输送振子振动模态有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,对用于行波型超声物料输送装置的压电输送振子进行了模态分析,讨论了压电输送振子结构参数对振动模态的影响,为压电输送振子进一步的结构参数修改提供了指导,为行波型超声物料输送装置的设计奠定了基础。     

准同型相界处BNBT无铅压电陶瓷的研究

探索了准同型相界处BNT—BT（简称BNBT）二元体系无铅压电陶瓷的制备工艺及制备条件。采用XRD、SEM等测试技术,分析了制备工艺和制备条件对准同型相界处BNBT压电陶瓷晶体的微观结构、压电性能、介电性能等的影响,从而确定出最佳的制备工艺和制备条件。利用谐振-反谐振法得出最佳制备条件下制备的BNBT无铅压电陶瓷的介电性、压电性分别为：d33=120pC／N,εr=626,kp=20．34％,Qm=205．34。     

车载压电悬臂梁结构参数对其发电量的影响

为了研究车载环境下压电悬臂梁的结构参数变化对压电振子发电量的影响,根据压电方程建立了压电悬臂梁的等效模型,仿真分析了各结构参数对悬臂梁压电装置的固有频率和输出电压的影响规律。研究结果表明,适当增大悬臂梁自由端质量块的质量和悬臂梁的长度,减少悬臂梁的宽度和中间金属层的厚度,可使压电悬臂梁的固有频率降低,接近环境振动频率,从而使输出电压增加,提高压电装置的发电能力。