高带宽压电陶瓷驱动电源

压电激振器是超声导波无损检测应用中的关键部件,针对激振器对压电驱动电源高带宽和大功率的要求,设计并研制了一种基于高压运放MP108的压电陶瓷驱动电源。采用直接数字频率合成技术产生信号源,信号经过前级放大和滤波后输入到高压运放电路驱动压电陶瓷。分析了大功率驱动电源的散热问题,指出驱动电源散热片到空气的最大热阻为1.1℃/W。实验结果表明,当负载为10 nf时,驱动电源在10~300 k Hz的频带范围内能够实现100Vp-p的放大输出,基本满足超声导波压电激振器的驱动要求。     

管道导波时反聚焦检测系统的设计与实现

在分析管道中超声导波时反聚焦原理的基础上,设计并实现了一套适合激励压电换能器阵列,并对管道中超声导波能量在缺陷处进行时间-空间聚焦的时反聚焦检测系统.该系统实现的关键技术为:改进DDS( direct digital synthesis)结构,实现脉冲激励电路对时反特征信号进行合成发射;采用脉冲方式,实现小体积大输出功率的宽带线性功放电路;通过时反聚焦检测过程,实现管道中超声导波能量在缺陷处的时间-空间聚焦.采用该系统进行八通道时反聚焦检测实验,其结果表明,对于所用的含缺陷的管道而言,在特定的检测条件下,缺陷回波信号的幅值相对常规检测可提高246％,并且很好地抑制了导波的频散和多模态特性,提高了回波信号的信噪比.     

基于Multisim大功率超声加工电源改进

以H桥电路作为功率放大电路主体,通过IR2110驱动芯片将多谐振荡器发出的信号放大为需要的功率,并以此为基础对大功率超声电源进行改进。对所设计的电路进行了Multisim仿真及验证,结果表明该电路可以达到一个比较满意的效果。     

大功率IPMC驱动电路的设计

设计了一种用于IPMC电制动聚合物的驱动电路,该驱动电路能够提供IPMC低频双极性的可程控信号,输出信号的功率可以达到2W,具有很强的带电流能力。控制系统的主控芯片为AT-mega16单片机,外部电路包括D/A数模转换模块、信号发生模块和信号放大模块3大部分。设计了输出信号的控制软件,可以输出方波、三角波、正弦波和组合波形。通过将该控制系统与信号发生器驱动IPMC的输出结果进行比较,进一步验证了控制系统的可行性。     

电磁导波与脉冲涡流检测仪

针对导波检测管道存在盲区的问题,利用电磁导波和脉冲涡流的复合方法检测管道。根据电磁导波和脉冲涡流检测原理确定检测方案,设计发射系统的信号发生器和功率放大电路,开发接收系统的信号放大电路和软件分析程序,利用管道中不同距离的故障实验分析系统性能。实验结果表明检测仪可以检测出5、100、200 m的管道故障,且特征信号幅值最小为0. 5 V。说明该检测仪有效检测距离可以达到200 m,可以有效检测金属管道的损伤。     

超声发生器电功率测量电路

介绍了真有效值转换技术和超声发生器的基本结构、组成系统,并采用真有效值转换技术以及以真有效值转换集成芯片AD736为核心部件,设计了超声波发生器输出高频电压、电流的采样电路以及超声发生器输出大功率的计算电路,实现了对高频大功率电路的功率测量.此电功率测量电路应用在高频大功率的超声发生器系统中,可以实现对超声发生器输出的高频大功率进行监控和调试的前期准备工作中,也可以应用在其他设备的功率测量系统中.     

汽车级IGBT驱动电路设计研究

为解决绝缘栅双极性晶体管（IGBT）在实际应用中的驱动电路问题,采用汽车级功率驱动芯片1ED020I12FTA对IGBT的保护、驱动电路进行了设计与研究,开发了用于电机驱动系统的IGBT驱动与检测电路.详细阐述了保护电路的保护机制及电路原理、门极驱动电路及门极电阻选择、EMS设计等内容,最后对设计的驱动电路进行了测试,给出了测试波形图.试验结果表明,该IGBT驱动电路输出稳定,能很好地开/断IGBT,具有良好的可靠性和稳定性,其在实际电驱动系统中能可靠输出所需功率.     

超声电机多参数驱动器设计

超声电机的性能与幅值、频率、相位差3个输入参数以及输出信号波形精度等因素密切相关。目前的商用驱动器多采用线性放大或推挽电路,既缺乏三参数调控的灵活性,且体积较大,笔者提出了一种基于现场可编程门阵列（field programmable gate array,简称FPGA）和ARM微处理器,可实现多参数在线调整的小型化驱动器方案,主要聚焦多参数驱动和总线式控制。首先,从控制信号生成和驱动架构设计提出了总体方案,驱动架构选择H桥驱动方式;其次,介绍了功率电路及传感检测电路的设计过程,通过输出波形失真度比较了推挽及H桥驱动的波形质量,经测试H桥方案的电机端输出波形失真度较小（5.25%）;最后,应用所设计的多参数驱动器对超声电机进行基本的性能测试,涵盖变参数转速测试、输出力矩测试以及微步进响应测试等内容。结果表明：所设计的超声电机驱动器不仅实现小型化（85 mm×54 mm×23 mm）,而且能够兼顾参数在线快速调整和多传感量检测,有利于电机性能的快速分析及检验,应用该驱动器的测试结果与电机性能参数基本一致,验证了驱动器方案的有效性,为超声电机的多参数耦合控制奠定硬件基础。     

可动态应用的压电陶瓷驱动电路的实验研究

对已有的PZT(压电陶瓷)驱动电路进行分析和改进,设计并完成了一个具有良好动态特性的PZT驱动电路。实验结果表明,对于多种不同的信号波形,此驱动电路都可以实时、线性、几乎无失真地将输入信号放大到驱动PZT所需的电压。利用正弦波作为输入信号时,测出了此驱动电路的频率响应范围。此外,发现当输入信号频率发生变化时,驱动电路消耗的功率也相应发生变化,经过作图分析可以得出驱动电路消耗的功率与输入信号频率是成线性关系。在文献中尚未见到研究PZT驱动电路消耗功率与输入信号频率相关性的报道。     

基于频域可变的大型钢结构钢板腐蚀电磁检测仪器的开发

钢板腐蚀是大型钢结构失效的主要原因之一.钢板构件往往面积巨大,且由于密闭空间或附属结构,使得单一检测方式难以完成有效检测.在分析漏磁检测、电磁超声检测和电磁超声导波检测技术特点及检测机理的基础上,提出基于频域可变的电磁检测理念.优化漏磁、电磁超声测厚和导波检测传感模块,实现三种检测模块的一体化设计,开发复合检测传感器.针对三种检测方法信号激励和采集的特点,研发一体化电路,开发了基于频域可变的电磁检测试验平台.针对不同工况需求,开发了储罐底板腐蚀在油检测仪和系列自动爬行电测检测仪.通过现场成功应用,验证了基于频域可变的电磁检测技术的有效性和巨大应用潜力.     

一种新型超声电机驱动电源的研究

介绍了一种直接用市电供电的超声电机驱动电源的基本原理及其工作方法。该电源采用脉总宽度调制的方法,用一级功率电路得到稳定的高频高压信号。文中详细介绍了控制信号的产生及反馈网络的相位补偿的方法,使输出信号稳定且满足驱动超声电机的需要。     

高可靠性光电计数系统

介绍了一种体积小、可靠性极高的光电计数系统,具有光敏三极管的自动增益控制(AGC)特性,并带有稳频调制光以抗各种干扰,能驱动很多个发光二极管同时工作的大功率电路,检测电路的输出级带有放大和施密特迟滞特性,确保整机有极高的抗干扰能力.实验证明:由于该计数系统研制的光电检测电路应用了AGC电路,使输出信号具有更高的精度,使电路处于长期稳定运行状态,保证了整个计数系统的精度.     

光斑位置检测系统中自动增益控制电路的设计与实现

文中设计了一种应用于激光通信光斑位置检测系统的自动增益控制(AGC)电路。该电路采用数字式增益控制、两级放大实现,第一级为可变增益放大电路,用于实现对放大电路增益的控制并将电流信号转换为电压信号,第二级为固定增益的反向放大电路,实现对电压信号的反向,以满足A/D转换对模拟输入信号的要求。实验结果表明,该放大电路可以实现对9 n A~90μA的输入电流的线性放大,总增益可控动态范围为94~154 d B,在增益为154 d B时,输出总噪声为85.2μV,满足光斑位置检测系统对放大电路低噪声、高增益、宽动态范围的需求。     

基于ARM和Linux的超声导波管道检测系统

针对目前我国基于嵌入式的超声导波管道检测仪器稀少的现状,提出了一种基于ARM9的管道超声导波检测系统的设计方法,进行了硬件的设计、驱动程序和应用程序的开发.硬件部分采用模块化设计,便于开发过程中的测试和后续的开发.使用基于ARM920T架构的微处理器S3C2440A作为系统的硬件平台,选用Linux2.6.30版本的操作系统内核,应用程序使用Qt/Embedded4.5编写.实验表明,系统各部分运行正常,能发射超声导波窄带激励信号,可以对信号进行放大、采样和显示,实现了系统设计的功能要求.     

直流脉冲宽度调制控制系统驱动方案及电流反馈

本文讨论了单极型脉冲宽度调制(PWM,Pulse-width modulatlon)放大器控制方式,功率推动级的设计和电流反馈信号的设立。通过比较和试验,提出悬浮式驱动电路的具体线路以及在机床调速控制系统中的应用。悬浮式驱动电路大大降低了驱动部分元件的耐压要求。对设计高电压大功率直流PWM的驱动电路有一定的参考价值。     

电磁导波激励脉冲群最佳重复频率研究

脉冲群重复频率是电磁导波缺陷检测系统的一个重要参数。文章分析了电磁导波激励脉冲群的产生及调节方式,采用小波包系数区域相关法对不同重复频率的检测信号进行分析,得出了激励脉冲群的最佳重复频率范围,并从功率谱峰值与脉冲群重复频率间的关系加以验证。     

基于DSP的高频励磁电磁流量计设计

针对传统电磁流量计在测量浆液流量时存在精度低、传感器输出波动大等缺点,设计了一种基于DSP的高频励磁电磁流量计。该电磁流量计采用高低压切换励磁方式,通过引入电流旁路来改进变送器的励磁电路,提高励磁频率。利用具有高输入阻抗的差分放大电路放大传感器输出信号,提高信号的信噪比,保证提取信号的精确度。实际测试结果表明:系统测量精度高,对小流速阶段测量准确度明显改善,测量误差不超过5%。     

一种管道中T(0,1)模态单向电磁超声换能器

为了准确判定管道中缺陷位置且减少回波信号复杂程度,提出一种管道中单向传播的电磁超声换能器结构.根据电磁超声换能器理论,建立磁场、位移、超声波叠加数学模型,并对单向电磁超声换能器波动位移进行有限元仿真分析;实验采用双线圈激励方法对T(0,1)模态导波的传播强度进行控制.结果表明:换能器相邻导线间距为λ/4,且延迟时间为T...     

微小孔加工低频振动电源的研制

微小孔低频振动加工要求一种频率精确、稳定且幅值可调的激励电源.本文采用可编程逻辑阵列和DDS直接数字合成的方式实现质量可靠的正弦信号.功率放大部分使用推挽式多级放大方式,并对中间级放大电路采用浮动电源供电,使得输出功率信号的幅值调节范围进一步扩大,能很好的满足不同振幅要求下低频微小孔振动加工.     

一种电磁超声传感器的研制

运用电磁超声检测原理研制了一种电磁超声传感器。为了使激励电源具有多种参数可调、输出功率大等特性,高频脉冲电源使用UCC3895作为信号源,IR2110作为全桥可逆电路驱动芯片。换能器结构采用永磁式磁铁与回折型线圈组合。利用Matlab绘制了铝板中兰姆波频散曲线,通过选取合适的频厚积从而在铝板中激发特定模式的超声波。通过实验证明了该传感器在铝板中能够很好地激发出超声波并且能够接收到信号。