基于声表面波传感器的液体运动粘度测量方法

设计了一种用于液体运动粘度在线测量的声表面波传感器.利用液体对水平剪切模式声表面波(SHSAW)传播性质的影响,推导得出液体的密度和动力粘度与SH-SAW的传播速度变化的数学关系式,从而实现液体运动粘度的检测,设计了相应的实验设备.通过实验数据与理论数据的比较证实了该设计的可行性.     

基于PZT陶瓷谐振技术的光纤相位调制器研究

分析影响了基于压电陶瓷谐振换能器的光纤相位调节的主要参数,并根据参数研制出一种满足性能要求的压电陶瓷光纤相位调制器.结果表明,光纤伸长位移量与光纤直径、压电常数、工作电压及陶瓷直径有关,与压电陶瓷的厚度无关;压电陶瓷光纤相位调制器的具有工作频率高(100 kHz以上),驱动电压低(2～3 V),电容小,介电损耗小,自滤波谐振等特点.     

四压电陶瓷管驱动的扫描台及有限元分析

基于单个压电陶瓷管可实现xyz三维微位移等优点和z向移动范围小等缺点,提出了一种由4个压电陶瓷管组合驱动的可实现三维微位移的扫描台,这种扫描台不仅能实现三维微位移,还扩大了z向移动范围。通过有限元分析软件ANSYS对其进行了力学分析,得出了xy方向移动范围为13μm,z移动范围为20μm,相比单个陶瓷管,z向移动范围增加很大;同时还得出了各种模态及z向位移的瞬态分析,通过给系统加入电阻尼有效改善了纳米位移台动态特性。     

声光调制器换能器阵列远场声束特性研究

根据亥姆霍兹方程的远场解,为使声光调制器(AOM)换能器在输出平面上声压输出的分布模式较好,衍射光能的传输特性更好,该文研究并提出了换能器的远距离分布模型.基于该理论模型,仿真分析了远场声束截面声强分布、传输中心轴声强分布及声束束宽等换能器相关特性,并利用计算激光衍射效率的方案进行实验验证.实验表明,测试数据与该理论模型吻合,在90％的能量区域内,理论模型拟合测试数据的误差低于5％,实验条件下声光晶体在2.08 mm≤z≤3.43 mm(z为晶体中传输距离)范围内具有最佳模式转化效率.利用此模型可确定声光器件中晶体最优衍射率区域.     

压电驱动电源快速放电回路的研究

为提高压电陶瓷驱动的高压精密微流量阀的频响及微流量输出控制精度,针对压电陶瓷驱动电源不能在断电后将压电陶瓷中的极化电荷迅速释放的缺点,该文在研究压电陶瓷驱动电源的过程中,设计并实现了一种新型快速放电回路,在驱动信号切断后,可快速对压电陶瓷进行放电,使其恢复初始状态,且其放电时间达到毫秒级.在完成快速放电同路特性仿真的基础上,利用所设计的压电陶瓷驱动电源及快速放电同路,对8 mm×8 mm×20 mm、电容为2.3 μF的压电陶瓷进行了驱动与快速放电试验测试,结果表明,该电源的快速放电特性,可有效提高压电驱动微流量阀流量的控制精度及流量阀的频率响应特性.     

基于Ansys的0-3型压电振子的有限元分析

0-3型压电复合材料以其柔软性,易加工成型和制备工艺简单等优点,具有广泛的应用前景.该文利用0-3型压电复合材料作为压电悬臂梁压电振子的压电体,利用Ansys软件对振子做有限元分析,包括静态和模态分析,得出压电振子各参数对其发电能力及谐振频率的影响:振子发电能力与外力及振子的长度成正比,与振子宽度成反比,存在最佳长度比和厚度比;振子的固有频率与长度及质量块的质量成反比,宽度对固有频率的影响较小.这些数据为压电悬臂梁的结构参数提供设计依据.     

针对容性压电负载的桥式功率放大电路的设计

功率放大电路负责驱动容性压电负载,是整个压电执行器的关键部件.根据某驱动电源中的功率放大电路作为设计对象,通过采用桥式电路结构,从而提高了整体性能;通过研究放大器的共模输入电压范围,从而设定了非对称电源;通过分析波形,从而设定了电压增益;通过采用过压保护和限制电流,增强了电路的安全性;通过计算热工,设置了散热方式;通过使用方波测试法,测定了电路的稳定性.实验结果显示,该方法能实现双极性输出,以至于性能上的提高胜过了成本和复杂性的增加.     

压电陶瓷激励下的超声悬浮特性研究

声悬浮现象已被众多实验所证实,但复杂的结构及压电-固体-流体耦合问题很难再利用解析法来模拟声场,通过Ansys数值模拟和实验验证2方面证实了超声悬浮具有承载能力。建立的数学模型中,使用2维轴对称模型来进行电-固-气的耦合不仅能减少运算时间,提高运算精度,还能忽略掉激振盘的非轴对称模态,给超声悬浮的研究带来了方便。     

Na2O对PNN-PZN-PZT的微观组织与性能的影响

以固态氧化物为原料,采用固态合成工艺制备PNN-PZN-PZT压电陶瓷,并研究微量添加Na2O对烧结工艺参数对陶瓷压电性能的影响.结果表明,Na2O的添加对材料的成型工艺要求严格,否则易造成成分偏析现象;Na2O的添加使材料的烧成温度范围变窄,陶瓷的压电常数降低约15%,含1%的Na2O的最佳烧结温度约为910℃,其介...     

预烧温度对0.363BiScO3-0.637PbTiO3高温压电陶瓷性能的影响

研究了不同预烧温度对反应烧结0.363BiScO3-0.637PbTi O3陶瓷的微观结构及压电介电性能的影响。根据0.363BiScO3-0.637PbTi O3的配方,通过热失重-差热分析判断Sc2O3、Bi2O3、Pb3O4、Ti O2粉末混合物分解、化合反应点和预烧温度范围;运用XRD、SEM研究了不同预烧温度下制备陶瓷样品的微观结构;通过压电介电性能测试,确定出最佳预烧工艺条件。结果表明,最佳的预烧条件为740℃保温2 h。经1 080℃、2 h烧成陶瓷的压电常数d33=308 pC/N,机电耦合系数kp=0.437,介电常数ε3T3/ε0=1 560,介电损耗tanδ=0.021,退极化温度TD=460℃。在此工艺条件下,该陶瓷性能优良、制备重复性好,在高温压电陶瓷传感器、换能器等方面显示出实用化前景。