磁致伸縮超聲換能器及其聲場的理論與實驗研究.pdf

1、基于熱聲制冷設(shè)備所具有的諸多優(yōu)秀特性，越來越多的科研人員投入到這一領(lǐng)域的研究當(dāng)中，尤其是對于集成微電子電路散熱的問題，研究的方向包括如何能夠提高制冷效率從而進一步實現(xiàn)設(shè)備的微型化以及解決熱聲熱機設(shè)備中可能出現(xiàn)的實際問題。
　　本文依據(jù)系統(tǒng)耦合匹配的重要性與必要性，對換能器系統(tǒng)阻抗匹配與機電耦合性能進行分析。根據(jù)兩種電路匹配方式的特點，選用串聯(lián)諧振的方式匹配電路。運用等效電路的方法，將機械系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)化為電學(xué)元件或簡單電路，再將各部件

2、的等效電路串聯(lián)或并聯(lián)，由此得到整個換能器的等效電路。根據(jù)電路轉(zhuǎn)化表達式可以看出，各部件阻抗均只與部件的材料參數(shù)與幾何形狀有關(guān)。所以，在滿足整個等效電路阻抗虛部為零的條件下，確定各部件材料與幾何尺寸參數(shù)，完成換能器整體設(shè)計。
　　根據(jù)實驗平臺所要達到的實際工作情況和實際輸出的工作頻率、功率，完成換能器交感線圈的設(shè)計，并由此計算實際線圈的磁場強度與線圈感抗，分析線圈品質(zhì)因數(shù)和分布電容、磁飽和等性能，并由此對實際線圈進行適當(dāng)修改。根據(jù)磁

3、致伸縮棒的共振頻率進行分析，選擇合適的磁棒尺寸，并對磁棒中的磁場分壓和渦流發(fā)熱情況進行理論與實驗分析。通過對不同顆粒大小、膠重比與成型溫度等參量對粉末粘接磁致伸縮棒磁伸系數(shù)、渦流發(fā)熱情況的影響、推動輻射板振幅情況進行對比，選擇磁棒材料參數(shù)。確定合適的回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)與材料和氣體介質(zhì)。
　　基于三大基本方程與狀態(tài)方程，對管中聲波與溫度耦合振蕩進行分析，確定流體介質(zhì)參量與溫度變化關(guān)系。對目前主要研究的行波、駐波式熱聲熱機，對行、駐波聲場進行