實驗名稱：功率放大器在換能器超聲發(fā)射場強測試中的應用

實驗目的：設計并制作了一種用于強酸性輸液系統(tǒng)除垢的超聲波換能器。利用聚丙烯管道組裝的靜態(tài)流體超聲場強測試系統(tǒng)研究了影響超聲傳播的因素。

實驗設備：超聲探測器，超聲振頭系統(tǒng)，ATA-4011功率放大器，函數(shù)信號發(fā)生器，數(shù)字示波器等。

實驗過程：超聲換能器制作：按照將陶瓷超聲發(fā)射頭、防酸墊圈、塑料支撐板﹑導波棒、壓電振子﹑紫銅電極片及鋼質(zhì)負載用螺釘固定。在確保塑料支撐板與換能器之間密封后,將其安裝于測試系統(tǒng)的管道法蘭片位置。

設計并組裝了一套靜態(tài)管路超聲場強測試系統(tǒng)﹐如圖所示。介質(zhì)為1.0 mol/L的硫酸鋅或選定濃度強酸水溶液。用該系統(tǒng)分別對本設計的超聲波換能器與普通以不銹鋼板發(fā)射頭換能器的超聲發(fā)射強度進行測試、比較。為了方便表征,選用兩種超聲波換能器的尺寸、發(fā)射功率、工作頻率均相同。聲場強度與超聲傳感器測試電信號強度成正比,因此,統(tǒng)一用自制高靈敏度復合振子壓電傳感器測量所得電壓代替聲場強度進行比較分析。將函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波經(jīng)ATA-4011功率放大器放大后驅(qū)動換能器工作。

靜態(tài)管路超聲場強測試系統(tǒng)

實驗結(jié)果：

結(jié)果表明,使用陶瓷超聲發(fā)射頭有利于超聲能量向液相傳輸,隨導波棒粗端與陶瓷發(fā)射頭接觸面積增大,超聲波能量傳輸效率提高。結(jié)合有限元分析軟件確定了換能器的振動節(jié)點，優(yōu)化換能器結(jié)構(gòu)設計。

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審核編輯：符乾江