【摘 要】
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随着超磁致伸缩材料的发现以及超声技术的普及,磁致伸缩超声波换能器在超声领域中扮演的角色也日渐走向成熟。磁致伸缩超声波换能器能够实现超声频段的机电转换,它的特性参数对超声装置的整体性能起着决定作用。确定换能器的谐振频率点对于换能器在超声系统的应用中尤为重要,当驱动信号频率与换能器机械系统固有频率相等时,其电声转化效率最高。在实际应用中,为了增大装置输出能量、减小系统损耗,有时就需要在同一频率下使用谐
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随着超磁致伸缩材料的发现以及超声技术的普及,磁致伸缩超声波换能器在超声领域中扮演的角色也日渐走向成熟。磁致伸缩超声波换能器能够实现超声频段的机电转换,它的特性参数对超声装置的整体性能起着决定作用。确定换能器的谐振频率点对于换能器在超声系统的应用中尤为重要,当驱动信号频率与换能器机械系统固有频率相等时,其电声转化效率最高。在实际应用中,为了增大装置输出能量、减小系统损耗,有时就需要在同一频率下使用谐振频率相同或者相近的多个换能器设备同时工作,而由于生产工艺及结构尺寸的不同,势必会造成同批次的不同换能器之间谐振频率点的差异。因此,在换能器设备出厂前,能直观、准确、高效率的检测谐振频率就变得至关重要,这对更好的实现大功率输出意义非凡。本文对比了两种检测磁致伸缩超声波换能器谐振频率的方法,包括电流检测法以及最大振幅检测法,最终选定了通过使用压电传感器检测换能器最大振动幅值的方法,来确定其谐振频率,探究了不同波形以及压电传感器的吸附位置对磁致伸缩超声波换能器谐振频率的影响,并设计出一套基于ARM的扫频式磁致伸缩超声波换能器谐振频率选择系统。为其硬件电路进行了设计,涵盖辅助电源、功放电路以及采样电路的设计,同时通过软件编程实现了扫频方波信号的生成、数据的采集与检测以及LCD屏幕显示等。最后进行系统组装,并完成对不同规格的磁致伸缩超声波换能器的检测实验,验证了系统的可行性,对设计中存在的相关问题做了总结,并提出了修改意见。
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