文档摘要：为了提高换能器的控制精度,从理论和实验方面研究了超声波液体处理中的负载液体声场分布与超声波换能器振动性能.采用有限元分析软件对设计的超声波换能器和振动系统进行仿真研究,通过COMSOL进行模态分析,研究了换能器谐振频率等参数;建立实际液体处理有限元模型并对超声振动系统进行压力声学分析,得到负载液体中的声压、声强度等参数.基于ASIC锁频芯片实现超声振动系统频率的实时控制,实验表明换能器的实际谐振频率与仿真谐振频率误差仅为0.12%,实际输出振幅误差小于0.5μm,声强误差小于0.1W/cm2.仿真模型与实际误差较小,能精准预测换能器的工作状态,有助于指导换能器的设计、液体声场的分析.
Abstract：Toimprovethecontrolaccuracyofthetransducer,theloadliquidacousticfielddistributionandthevibrationperformanceoftheultrasonictransducerinultrasonicliquidtreatmentarestudiedfromtheoreticalandexperimentalaspects.Thefiniteelementanalysissoftwareisusedtosimulatethedesignedultrasonictransducerandvibrationsystem,andtheparameterssuchasresonantfrequencyofthetransducerarestudiedbymodalanalysisthroughCOMSOL,andtheactualliquidtreatmentfiniteelementmodelisestablishedandthepressureacousticanalysisisperformedontheultrasonicvibrationsystemtoobtaintheparameterssuchassoundpressureandsoundintensityintheloadliquid.Thereal-timecontrolofultrasonicvibrationsystemfrequencyisrealizedbasedontheintegratedchip,andtheexperimentshowsthattheactualresonantfrequencyofthetransducerhasonly0.12%errorwiththesimulatedresonantfrequency,theactualoutputamplitudeerrorislessthan0.5μm,andthesoundintensityerrorislessthan0.1W/cm2.Thesimulationmodelhasasmallerrorwiththeactualone,whichcanaccuratelypredicttheoperatingstateofthetransducerandhelpguidethedesignofthetrans-ducerandtheanalysisoftheliquidsoundfield.
作者：岳晨曦 高攀 罗锡棋 黄一马 陈遥 王焕泽 董林玺 Author：YUEChenxi GAOPan LUOXiqi HUANGYima CHENYao WANGHuanze DONGLinxi
作者单位：杭州电子科技大学电子信息学院智能微传感器与微系统教育部工程中心,浙江杭州310018;浙江宏振智能芯片有限公司,浙江湖州313200杭州电子科技大学电子信息学院智能微传感器与微系统教育部工程中心,浙江杭州310018
刊名：传感技术学报 ISTICPKU
Journal：ChineseJournalofSensorsandActuators
年，卷(期)：2024, 37(6)
分类号：TB559
关键词：超声波液体处理 超声波换能器 仿真分析 锁频芯片
Keywords：ultrasonicliquidtreatment ultrasonictransducer simulationanalysis frequency-lockedchip
机标分类号：TB53TP212TG663
在线出版日期：2024年7月19日
基金项目：国家重点研发计划，国家自然科学基金，国家自然科学基金，浙江省级人才项目超声波液体处理中声场分布与换能器特性研究[
期刊论文] 传感技术学报--2024, 37(6)岳晨曦 高攀 罗锡棋 黄一马 陈遥 王焕泽 董林玺为了提高换能器的控制精度,从理论和实验方面研究了超声波液体处理中的负载液体声场分布与超声波换能器振动性能.采用有限元分析软件对设计的超声波换能器和振动系统进行仿真研究,通过COMSOL进行模态分析,研究了换能器谐...参考文献和引证文献
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