基于多次压电效应的微执行器

基于多次压电效应理论提出一种有别于传统压电执行器驱动方式的微执行器,且可实现弹性位移与多次逆压电位移的两级定位功能.详细地分析了基于多次压电效应的微执行器的原理,并采用PZT-5压电陶瓷叠堆进行实验,通过改变压电叠堆的边界条件得到了基于多次压电效应的微执行器的位移量,实验结果表明该微执行器产生的弹性位移、多次逆压电位移及总位移均与所施加外力具有较好的线性关系.实验结果不仅验证了理论分析的正确性,而且证明了基于多次压电效应的微执行器的可行性,同时,通过实验间接地量化出PZT-5的二次逆压电系数约为9.46×10-12m2/N.多次压电效应研究为压电执行器的设计提供了一条新途径.     

基于压电驱动技术的细胞微量注射装置

提出了用压电陶瓷在通电下产生的微小变形的原理来设计压电驱动器,利用微位移压电驱动器来完成细胞微量注射微动平台的定位和注射,并且将微动平台和由电机带动的细胞微载台来构成细胞药物微量注射的机械结构与控制系统。压电式细胞微量注射装置的定位和注射动作全部由压电驱动器来完成,和目前国内外的细胞微量注射装置相比主要特点是定位精度和注射精度都比较高。     

压电泵增频流量骤减现象的解释

压电泵属于容积的泵，理论上可通过提高工作频率增加泵单位时间出流量；而实际上随着频率增加，被动阀压电泵的流量有一个峰值，然后骤然下降，该现象的存在制约着压电泵的推广应用，有必要给出合理的解释。通过理论分析和实验测试得出：激励频率增加，压电振子振幅减小，只是导致该现象诱因，其根本原因是振子变形量减小。引起泵腔内外压力差降低，从而使阀片开度变小甚至不能开启。与此同时，频率提高，被动阀片振动的滞后性使得阀片截止性处于失效或半失效状态。泵的一个工作周期内泄漏量增加。设计了阀振动滞后性测试装置，以整体开启阀压电泵为模型作了测试。     

水岸彩色图像自适应阈值边缘提取算法

水岸彩色图像边缘提取是图像基础处理的难题。阐述了所提出的方法：依据纵向灰度最大差之和与图像灰度平均值间的模糊关系确定梯度阈值;运用平均值与中值协调方式滤波,在求中值群时拓展了Paeth提出的简化求中值算法以提高运算速度;在边界提取时选取有一定间距的像素分别计算三原色梯度,把其中绝对值最大的梯度作为边界存在的判据之一,同时根据二阶导数符号变化提取边界。算法对不同时刻和不同天气状况下的大量图像进行处理,结果表明能较好地自适应调整阈值,提取出的边界受噪声等影响产生的伪边界点和边界断点少,提高了边界点的有效性和连续性。它适用于对水岸彩色图像的概括性识别前期处理。     

融合分数维特征的水岸彩色图像水岸界线识别

针对复杂的水岸景物彩色图像水岸界线识别,提出了融合多特征的分数维方法。该方法用提取边界来降低维数;再将横向细长窗口内的 Lebesgue 测度(μmin =260)和水岸界线形状位置等特征作为限定条件,只对符合条件点应用基于 ε-blanket 方法的覆盖技术进行迭代计算,找到分数维数最接近 1 的窗口;用经过部分改造的最小二乘法拟合窗口内符合条件点即为水岸界线。这样可以大幅度减少计算量,需迭代计算像素点数量仅为原算法的 0.88%。对多种自然条件下水岸图像 1026 幅进行识别,完全识别率达 85.3%,反应出该方法的鲁棒性与实用性。     

聚能筑巢堵漏用金属割缝管爆炸成形数值模拟及试验研究

对于油气和地热钻井完井过程中发生的溶洞型漏失,目前仍然缺乏有效的解决办法。为此,提出了聚能筑巢堵漏技术,并开展了金属桥架管柱优选和爆炸成形性能试验研究。首先介绍了聚能筑巢堵漏技术及其原理;然后建立了金属割缝管爆炸成形数值模型,分析了不同材料、不同割缝形式金属割缝管爆炸后的形态;最后设计了地面试验装置,确定了试验方法,并根据模拟结果,分别在空气、淹没、淹没围压环境中进行了地面试验。数值模拟得出,交错垂直开槽的5系铝合金割缝管在爆炸后变形适宜且不会失效,可以用作筑巢桥架材料;设计的试验装置可以较为真实地模拟井下工况,为进一步研究不同结构筑巢工具的炸药用量提供了条件。研究结果表明,聚能筑巢堵漏技术有望较好地解决堵漏材料难以留存、不易形成人工井壁的技术问题,进而提高溶洞型漏失的堵漏成功率、降低钻井完井成本。      

单振子双腔体无阀压电泵结构设计与机理分析

提出了一种单振子双腔体无阀压电泵,应用小挠度弹性弯曲理论导出了圆形复合压电振子的弹性曲面微分方程,分析了采用一个压电振子形成两个工作腔体压电泵的结构和工作机理,并与单振子单腔体压电泵对比分析了该结构与输出流量的关系。设计研制了结构独特、输出性能更高的单振子双腔体无阀压电泵,通过试验表明:单振子双腔体无阀压电泵比单振子单腔体无阀压电泵输出流量有明显提高。     

压电驱动式双喷嘴挡板电液伺服阀

设计了一种利用压电双晶片驱动器代替传统双喷嘴电液伺服阀力矩马达驱动部分的新型电液伺服阀,以期改善现有该型阀的动、静态特性。通过试验得出,设计的压电双晶片驱动器输出位移为82.5 μm,全量程位移波动小于0.7 μm,谐振频率1.2 kHz,完全满足双喷嘴电液伺服阀对驱动器的要求。试验表明:基于此驱动器的电液伺服阀在频率低于100 Hz的范围内具有良好的线性度,克服了传统双喷嘴电液伺服阀在频宽和抗电磁干扰能力等方面的不足。     

压电泵的现状与发展

压电泵作为一种新型压电驱动器,有着广阔的发展前景.本文综合国内外现有研究情况,分析了现有各类压电泵的结构、原理、性能、特点及应用情况,提出了压电泵目前存在的问题,并预测了未来几年的发展前景.