功率放大器在换能器超声发射场强测试中的应用

实验名称：功率放大器在换能器超声发射场强测试中的应用

实验目的：设计并制作了一种用于强酸性输液系统除垢的超声波换能器。利用聚丙烯管道组装的静态流体超声场强测试系统研究了影响超声传播的因素。

实验设备：超声探测器，超声振头系统，ATA-4011功率放大器，函数信号发生器，数字示波器等。

实验过程：超声换能器制作：按照将陶瓷超声发射头、防酸垫圈、塑料支撑板﹑导波棒、压电振子﹑紫铜电极片及钢质负载用螺钉固定。在确保塑料支撑板与换能器之间密封后,将其安装于测试系统的管道法兰片位置。

设计并组装了一套静态管路超声场强测试系统﹐如图所示。介质为1.0 mol/L的硫酸锌或选定浓度强酸水溶液。用该系统分别对本设计的超声波换能器与普通以不锈钢板发射头换能器的超声发射强度进行测试、比较。为了方便表征,选用两种超声波换能器的尺寸、发射功率、工作频率均相同。声场强度与超声传感器测试电信号强度成正比,因此,统一用自制高灵敏度复合振子压电传感器测量所得电压代替声场强度进行比较分析。将函数信号发生器产生的正弦波经ATA-4011功率放大器放大后驱动换能器工作。

静态管路超声场强测试系统

实验结果：

结果表明,使用陶瓷超声发射头有利于超声能量向液相传输,随导波棒粗端与陶瓷发射头接触面积增大,超声波能量传输效率提高。结合有限元分析软件确定了换能器的振动节点，优化换能器结构设计。

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审核编辑：符乾江