双激励源压电陶瓷超声换能器的共振频率特性分析

 本文对具有两组压电陶瓷激励元件的夹心式功率超声压电换能器进行了理论及实验研究.当换能器中的两组压电陶瓷元件分别被激励时,换能器可以产生两组不同的共振及反共振频率.利用换能器的梅森等效电路,得出了其频率方程.探讨了换能器的共振频率及反共振频率与其几何尺寸及电学边界条件的依赖关系.研究表明,换能器的共振频率不仅与其几何形状和尺寸有关,而且与电学边界条件有关.在同样的几何尺寸下,电端开路时的共振及反共振频率大于电端短路时的共振及反共振频率.在两种电学边界条件下,换能器的共振及反共振频率与几何尺寸之间的依赖关系是相似的,即当换能器圆锥前盖板的半径比增大时,换能器的共振及反共振频率总是降低的.     

电磁超声换能器（EMAT）的应用技术研究

电磁超声换能器以其非接触性、无需耦合剂等优点代表了无损超声检测技术的发展方向。文章介绍了电磁超声换能器产生的波模类型及其在工业领域中的应用进展。     

压电单晶换能器及其温度实验研究

压电单晶作为新型的功能材料,具有声速低、应变大以及能量密度高等特点,在超声探伤、超声焊接以及水声探测等领域具有良好的应用前景。基于有限元数值计算的方法,设计了一种基于弛豫铁电单晶的复合棒换能器,进行模态和谐响应分析,并制作了换能器样机,样机测试结果与仿真计算相吻合。此外,在此基础上对样机进行温度实验,得到了该换能器谐振频率、反谐振频率、阻抗值以及机电耦合系数等随温度变化的规律,对换能器的实际应用具有指导意义。     

调Q脉冲激光所产生冲击波间的非线性耦合

用调Ｑ红宝石脉冲激光辐照ＰＺＴ压电陶瓷基片表面上的银膜时，观察到所产生冲击波间的调幅现象，这表明，激光所产生的冲击波在压电陶瓷片中引起了非线性的正压电效应。     

电磁冲击波发生器箔片多物理场设计优化

为实现高功率电磁冲击波发生器箔片的优化设计,利用多物理场仿真工具COMSOL Multiphysics 对箔片建模并进行仿真和优化。相较于高阶本征频率,箔片在一阶本征频率下振动时具有更大的振幅;提出了箔片形变收益最大点的概念,据此可分析箔片在不同激励下的转换效率并用于确定激励电路参数以实现高效输出;其后对3种不同结构的箔片的性能在仿真分析的基础上进行了比较讨论,得到了波纹结构箔片在同等激励下具有更大振幅的结论。论文工作对高效高功率电磁冲击波发生器的研制具有一定参考价值。     

基于串联电磁式传感器的水质硝酸盐浓度检测试验研究

设计了一种串联电磁式水质硝酸盐浓度检测传感器,该传感器由平面电磁线圈和叉指阵列电极串联组成.搭建试验检测电路,针对不同浓度的硝酸盐溶液环境对传感器进行试验研究.结果表明,当电路输入信号频率为500K左右,硝酸盐溶液浓度低于40mg/L时,传感器的阻抗能够明显区分硝酸盐浓度,且阻抗灵敏度、阻抗实部灵敏度与溶液溶度之间呈现很好的线性关系,从而为电磁式水质硝酸盐浓度检测传感器的设计和实际应用提供参考.     

功率密度对等离子体冲击波力学效应的影响

为了研究入射激光功率密度对等离子体冲击波力学效应的影响,利用波长1.06μm,脉冲能量42mJ~320mJ,脉宽10ns的Nd:YAG激光作用在Al靶上,研究了冲量耦合系数Cm和激光功率密度I0的关系.实验发现靶材在离焦度χ不同时,Cm和I的变化关系相似,而对应的最佳功率密度明显不同.在功率密度由低慢慢升高过程中,冲量耦合系数先随功率密度升高而增加,升到最大值后随功率密度增加而减小.通过分析激光等离子体的吸收作用和离焦度不同时激光和靶相互作用机理的不同,认为Cm出现峰值主要是受等离子体屏蔽效应的影响,稀疏波的作用使得焦斑处最佳功率密度最大,而焦斑处空气击穿消耗能量导致焦后Cm峰值减小.     

AlN压电薄膜换能器性能的仿真研究

在压电换能器的制作中,电极对其谐振和反谐振频率、机电耦合系数及品质因数等重要性能有着直接的影响。该文针对AlN压电薄膜复合结构,采用COMSOL Multiphysics有限元软件对电极-AlN-不锈钢结构的三维模型进行了压电-结构耦合分析。基于此模型,通过改变电极厚度、材料及压电层的介电和机械损耗等参数,来研究换能器的性能参数变化,研究结果对后续以不锈钢为基底的压电超声换能器的制作起到了一定的理论指导作用。     

海洋电磁探测二维正演研究初探

海洋可控源电磁法(MCSEM)是探测海底储存资源与海底构造的一种有效方法,在海底油气储层钻探钱的价值预测与评估方面广泛应用。海洋CSEM技术采用可控制频率或者电流强度的人工场源作为激励源,测量海底电磁场场值,来弥补海洋环境中缺失的低频信号,通过计算电阻率和相位或者利用观测到的电场和磁场达到探测地下电性分布的目的。海洋CSEM技术,数字采集设备集成化高的特点,大大降低了因气候、温度变化所引起的干扰及天然信号强度微弱、随机性的弱点。CSEM技术的激发频率可控,可以根据实际目标体的位置确定探测深度,把场源放置在海底目标区域可以检测到数公里以下的油气层。CSEM技术与地震、测井、地质等的综合应用,可以区分地下的油气与其他流体,增加勘探的精度和准确性。     

瞬态电磁波对电子设备电缆的电磁耦合分析

瞬态电磁波对电子设备电缆的电磁耦合预测分析,是电子设备的电磁兼容性预测与分析的重要方面。提出了电磁场对电缆的电磁耦合模型,介绍了电磁耦合的数学计算公式,并对3种瞬态电磁脉冲对电缆的电磁耦合进行了预测分析,数值分析结果对有效抑制和减小电磁波对电缆的电磁干扰有一定的参考价值和指导意义。     

矿井电磁环境及电波传播特性的研究

文中对矿井中电缆漏泄、电火花、电网电压波动以及大型设备的启停等所产生的电磁干扰进行了分类研究。通过对矿井的巷道结构,电波在矿井中传播所遵循的帐篷定律,巷道中收发天线所处的位置,煤层与巷道支护材料电特性,粉尘水汽雾滴等电磁散射特性的讨论,分析了电磁波传播过程中的时延、衰落和损耗,并结合电磁波折射理论,就不同频率及水平极化和垂直极化两种方式的电磁波,在矿井中的传播特性进行了综合的研究分析发现,电波频率越高,损耗越大,水平极化的电波损耗要小于垂直极化的电波损耗,矿井中收发天线放置在与巷道壁一定距离的中上部位置为最佳。     

基于MOOC的“电磁场与电磁波”混合式教学模式研究

针对“电磁场与电磁波”课程难教难学的现状，本文提出了一种基于MOOC的线上线下混合式教学模式，旨在提升教学质量和改善教学效果。线上教学以学生为主体，把学习的主动权交给学生，培养其独立思考和自主学习的能力；线下教学以教师为主导，从该课程教学的目的和学生的线上学习成果出发，引导和巩固学生所学。此外，该课程还引入线上和线下综合考核的方式，提高对学习过程考核的成绩占比，加入知识应用能力考核模块。教学实践证明，该教学模式能提高学生学习该课程的积极性和主动性，教与学的效率都显著改善。     

“电磁场与电磁波”课程的Matlab辅助教学

为了提高教学的可视化,我们在＂电磁场与电磁波＂课程教学中引入Matlab软件工具。本文针对课程中的难点和重点,利用Matlab工具箱及各类函数,对于具体的实例给出了仿真结果。Matlab软件工具在教学中的应用,改进了教学方法和手段,丰富了教学内容,取得了良好的教学效果,为课程教学改革探索了新的思路。     

电磁波极化的研究与仿真

为更好地理解电磁波的传播规律和极化形态,在软件中对不同极化类型的波进行建模与仿真,得到了不同极化波随时间变化的动画效果,使得抽象的概念变得直观,进而深层次地挖掘电磁波极化理论的应用价值。     

电磁波极化理论的实验教学研究

电磁波的极化是电磁理论中的一个重要概念,在通信、导航和雷达等方面已逐渐得到应用。无论是线极化波,圆极化波,椭圆极化波,都可由两个同频率的其场矢量相互正交的线极化波组合而成。本文结合实验教学分别研究波的极化——线极化波、圆极化波和椭圆极化波的特性,以使学生易于理解和掌握好极化概念。     

基于DEM的电磁波通视算法

在电磁环境仿真中,电磁辐射源的辐射范围的计算是仿真的重要部分。丈中提出了一种基于数字高程模型DEM（Digital Elevation Model）的电磁波通视算法,在考虑电磁波直线传播的基础上根据电磁波的绕射理论对结果进行修正,并且定义了高差视域数组存储计算结果。数组在存储通视范围的同时,对非通视部分给出了接收指定电磁辐射源的接收机天线理论最小高度。最后对算法进行了验证。     

"星光Ⅱ"驱动铝靶产生热波、冲击波和稀疏波测量

在“星光Ⅱ”上 ,使用三倍频激光打三种厚度 (6 ,10和 2 0 μm)的铝介质平面靶 ,采用光学条纹相机记录冲击波图像 ,对热波和稀疏波进行测量 ,同时开展冲击波、热波和稀疏波三波相互作用规律的初步研究 ,采取多种措施成功地观测到冲击波在前、辐射热波在后、稀疏波更晚的三波物理图像     

“电磁场与电磁波”课程的教学思考

"电磁场与电磁波"课程是电子信息工程专业一门重要的专业基础课程.教师应选择较为合适的课程教材,注意总结教学经验,逐步更新和改进教学内容,对教学中存在的问题提出解决方法,寻求适合"电磁场与电磁波"课程教学的方法,激发学生学习的积极性和主动性,以使学生能较好地掌握该课程基本理论和基本知识,为学生学习后续课程和今后进一步深入研究电磁场与电磁波理论打下必要的基础.