周期性热激励下压电陶瓷的热释电特性研究

设计了一套研究压电陶瓷热电特性的实验系统,并基于热释电效应研究了压电陶瓷在周期性热激励下的热电特性,拟合出了周期性热激励下压电陶瓷中产生的电压与电流的表达式。模拟和实验结果表明,当采用周期性的聚焦光线照射在压电陶瓷表面时,压电陶瓷表面的温度和正负极之间的电压也会周期性的变化,且变化的频率与调频装置的频率一致。     

一种电磁式声电换能器的特性研究

设计制作了一种由Helmholtz共鸣器和电磁式换能器组成的电磁式声电转换单元,对其等效输入阻抗和输出电压的频响特性进行了初步探索。实验结果表明,当电磁声电转换单元的等效输入声阻抗最小时其输出电压幅值达到最大,并且通过改变电磁式换能器的结构,能够有效地提高声电转换效果;Helmhotlz共鸣器的谐振频率是影响电磁式声电转换单元谐振频率的主要因素。     

柱面简谐热源激励下管内温度场特性的研究

设计制作了一个新型的圆柱形装置,螺旋地缠绕在管壁上、并均匀布置在下端面的电热扁丝能够灵敏地将交流电功率转换成简谐热流信号。主要研究了在柱面简谐热源的激励下,圆管内空气温度场的分布特性。实验结果表明,轴向温度场呈现了显著的非线性特征;径向温度场震荡明显,呈现近似简谐分布;当简谐热流激励频率为500 Hz时,由腔体内建立的径向温度场分布可以发现,腔体中心位置处的温度值高于近壁面热源,存在热量叠加聚焦效应,出现了超温现象。     

聚焦型热声转换装置的特性

设计了一种新型的聚焦型热声转换装置,主要由加热层、绝缘层和储热层三层结构构成。当加热层输入交变电信号时,由于焦耳热效应及各层材料的热力学特性,其表面附近区域内气体压力产生交变的振荡,加热层的凹球表面会使产生的声波在某一区域聚焦。通过对装置进行数值模拟与实验研究,得出声波聚焦区域及聚焦点声压强度随声波频率的变化情况。装置可作为一种新型的声学聚焦换能装置,工作频率涉及可听及超声频域,无共振,无运动部件。这一研究具有一定的应用价值。     

PZT与TeBi半导体材料热电转换特性的对比分析

选取PZT热释电陶瓷和TeBi半导体作为实验材料,对二者的热电转换特性进行了对比研究。采用恒热流和调频热流两种加热方式对热释电陶瓷和半导体发电片进行加热,使其进行热电直接转换。实验结果表明,PZT热释电陶瓷在调频热流作用下热电转换效果较好,其最优转换频率在0.1Hz左右,热释电陶瓷所发出的电能为交流电,且表现出大电压、小电流的特点;TeBi半导体在恒热流作用下热电转换效果较好,其所发出的电能为直流电,表现出小电压、大电流的特点。     

一种小型热释电能量转换装置的特性分析

设计了一种小型热释电能量转换装置,基于热释电效应对该装置进行了理论分析,推导出了该装置的输出电流与电压的表达式。通过理论分析与实验的方法对简谐热激励下该装置的能量转换特性进行了研究,结果表明:当对装置进行调频处理时,热释电单元表面的温度将发生周期性的变化,并且在其正负极之间产生周期性变化的电压;调频频率、热源功率、装置散热情况及热释电陶瓷表面吸热率对该装置的输出电压会产生一定的影响;该装置产生的电能能量密度可达7.4mJ/cm3,可满足某些特殊场合的能量需求。