声表面波器件的反射特性及性能

为了准确分析反射型声表面波器件参数对其性能的影响,基于耦合模理论和P矩阵方法建立了器件的耦合模模型,分析得到器件的电反射特性即反射系数S11曲线,并在128°Y-X LiNbO3压电基片试制了频率为90 MHz的多种参数的器件,分析与测试结果表明:单个叉指换能器器件的S11中心频率为91.26 MHz,幅值为-20.58 dB,与理论分析结果91.44 MHz和-19.21 dB相近;带有反射栅的器件比单个叉指换能器件在中心频率处S11幅值增大约8.5 dB,谐振峰增多,时域曲线有明显的反射峰信号,验证了反射栅的反射特性;叉指换能器叉指对数减小使器件中心频率处的S11幅值减小,时域中的回波信号更尖锐,信噪比明显增大,表明对数较多的IDT具有较强的反射特性,对回波信号干扰较大,过小的叉指对数对器件声电转换效率影响很大,会使器件性能下降;较大的反射栅指条数对回波信号影响不大,但过小的指条数会降低反射栅反射系数,使得回波信号信噪比减小,纹波增多.     

基于跳频和同步捕获技术的水下无线通信技术研究

本文所阐述的水下无线技术即基于跳频技术和同步捕获技术的水声通信,由于声波在海水中的传播特性显著优越于电磁波和可见光,使得水声技术成为海洋高技术的主要研究领域之一 ,在国防领域也具有十分重要的研究意义.本文主要论述了水声通信中跳频技术和同步捕获技术的原理、具体算法的实现方案以及部分硬件设施的使用简述,并通过展示实验结果验证算法的可行性.     

可识别声源深度的三维声聚焦波束形成方法

当前平面传声器阵列结合波束形成方法进行声源识别定位时,存在不能确定声源相对全息测量阵列距离的问题,提出了可识别声源深度的三维声聚焦波束形成方法。基于球面波声场模型和波束形成方法,在不同深度的平面上进行声聚焦,首先根据聚焦面上波束形成功率的最大点位置沿聚焦深度方向（即z方向）的轨迹变化判断声源在z方向的位置,再进一步确定声源在x和y方向的位置。为验证方法的有效性,在点声源构成的声场中进行了仿真验证,并且在全消声室内进行了单声源及多声源识别定位的实验验证。仿真结果和实验结果一致表明：该方法能够实现基于平面阵列的三维空间中声源的识别定位。     

声表面波串联谐振器传感系统构建及初步应用研究

本文探索了一种声表面波串联谐振器传感系统及其初步应用。该传感器的敏感部件由丝网印刷碳电极和一个433MHz声表面波谐振器串联组成。采用真空包装的声表面波谐振器工作在较高的频率下,这有利于提高检测系统的稳定性和灵敏度。我们制备了不同浓度的小鼠肠道内分泌肿瘤细胞STC-1悬液用于检测实验,每种样品取100微升滴在丝网印刷碳电极上,实验记录了每种浓度细胞悬液的传感器响应。实验结果表明该传感器可以检测不同浓度的细胞悬液,并且具有较好的灵敏度。     

水声传感器网络中一种基于多种群萤火虫的路由协议

针对水声传感器网络的特殊性,提出一种基于多种群萤火虫的路由协议,以确保数据包在水声传感器网络各节点之间正确、高效地转发。首先构造水声传感器网络的网络模型;然后,设计3种类型的萤火虫,通过各种萤火虫之间的协同工作提高路由路径构建的自适应性并实现路由路径的选择和优化。仿真实验结果表明,与传统的水声传感器网络路由协议相比,在节点数量相同情的况下,该路由协议的数据包传送率更高,平均端到端延时更低,并且在平均数据传送率相同情况下,网络吞吐量更大。     

滑坡体临滑声发射监测主机的设计

基于滑坡体临滑时因岩石断裂、岩石摩擦而产生声发射的特点,提出一种基于声发射监测的滑坡体临滑监测主机的设计方案。系统能监测的声发射频率范围为1Hz～20kHz,能监测的最小声压为0.002Pa。通过安装在滑坡体附近的声发射传感器,连续监测和记录滑坡体临滑时产生的声发射,可用于分析其变化规律和特征,从而实现对滑坡灾害的预测预报。     

石英上准纵漏表面声波在液体传感方面的潜在应用

本文报道了石英材料上一种新的可用于液体传感的准纵漏声表面波模式的传播方向 ,即 Euler角为 [0°,136°,5 0°]的传播方向 ,并对该传播方向上准纵漏声表面波在液体传感方面的应用进行了初步研究 .结果表明 :与目前常用液体声表面波传感器所用声波模式所在传播方向相比较 ,这种新的传播方向上存在较少的声表面波模式 ,当应用于液体传感时只有准纵漏声表面波一种模式存在 .特别是 ,该传播方向上准纵漏声表面波频率温度系数实验测量值为 - 31.13ppm/℃ .这些特性使得本文所提传播方向上准纵漏声表面波具有很好的应用前景 .     

基于辨识标签原理的无源声表面波传感器技术要点与发展趋势

本文在讨论基于辨识标签原理的无源声表面波传感器的原理的基础上,分析了衰减损耗和尺寸、交叉敏感、反射极排列和信号处理等传感器技术要点的当前存在问题以及发展趋势。     

USB在阵列声波测井数据采集中的应用

提出了一种基于通用串行总线(USB)的阵列声波测井数据采集系统,该采集系统的构成模块包括模拟信号处理、高速数据采集子系统、采集控制器、串行数据和控制接口以及主机接口等;以CPLD担当数据采集控制器,采集深度、速率等参数可根据实际需要动态设置,从驱动程序初始化和卸载、设备启动、设备控制和数据读写等方面详细分析了用于数据采集系统的USB驱动程序设计,基于14位ADC的采集电路实测信噪比不小于65dB;该采集系统可用于井下阵列声波测井仪调试,以及实验室声波换能器性能测试。     

Fatigue lifetime prediction with the aid of SAW NDE

The present studies concentrated on predicting the remaining fatigue life for single fatigue cracks in the Paris regime of macrocrack propagation. Acoustic surface waves were used to interrogate the crack during cyclic fatigue. The inversion of the obtained scattering data provided crack depth and crack length as a function of the number of cycles applied in tension-tension fatigue. Auxiliary experiments were conducted to study the acoustic response of the crack to tensile and compressive loads, thought to open and close the crack. The technique may allow for new insights into the physics of the crack closure effect.