基于性能可调阶梯型变幅杆的超声波振子调谐研究

论文摘要

为减小超声波振子外接负载时其谐振频率漂移的幅度,使用机电等效电路法和COMSOL Multiphysics 5.3有限元仿真软件设计制造了一种基于性能可调阶梯型变幅杆的超声波振子。对该超声波振子的谐振频率进行有限元仿真和现场测试。以超声清洗机为例,搭建与其原理相似的试验装置,以不同液面高度的水作为变幅杆的外接负载,探究在不同外接负载情况下,调节连接在变幅杆处压电晶堆的调谐电感对解决超声波振子谐振频率漂移问题的有效性。试验结果表明:随着水杯中液面高度的增加,超声波振子的谐振频率整体呈上升趋势;通过在变幅杆的压电晶堆处外接调谐电感,超声波振子的谐振频率会得到一定的补偿,可重新回归到原始设定的谐振频率值附近。研究表明在使用超声波振子进行超声辅助加工时,该超声波振子对减小外接负载引起的谐振频率漂移幅度具有一定作用。研究结果可为超声波振子的调谐提供新思路和新方法。

论文目录

• 1 性能可调阶梯型变幅杆
• 2 基于性能可调阶梯型变幅杆的超声波振子谐振频率的有限元仿真和现场测试
• 3 超声清洗中液体负载对超声波振子性能的影响
•   3.1 液体负载阻抗的计算方法
•   3.2 超声波振子性能试验
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘帅康,祝锡晶,李婧,宋天骄

关键词: 性能可调阶梯型变幅杆,超声波振子,谐振频率,外接负载,频率漂移

来源: 工程设计学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 工业通用技术及设备

单位: 中北大学机械工程学院

基金: 国家自然科学基金资助项目（51275490）,先进制造技术山西省重点实验室开放基金资助项目（XJZZ201707）,山西省研究生教育创新项目（2018BY092）,中北大学研究生科技基金资助项目(20181510)

分类号: TB55

页码: 484-489

总页数: 6

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