超聲共振測厚激勵技術(shù)的研究.pdf

1、超聲共振是厚度測量的一種方法,對于超薄材料的厚度測量,一定程度上依賴于連續(xù)高頻率超聲波激勵系統(tǒng),但是現(xiàn)有的用在超聲領(lǐng)域的激勵,其頻率一般在幾兆赫茲以下,超薄材料的測量難以完成,所以迫切需要一個能用在超聲領(lǐng)域的高頻激勵。傳統(tǒng)的超聲共振測厚法,厚度下限為0.13mm,有待改善。
　　在此背景下,本文提出了改進的共振測厚法,設(shè)計了用在該方法中的連續(xù)高頻超聲波激勵電路,并且驗證了兩者的可行性。內(nèi)容如下:
　　1.首先闡述了超聲測厚的

2、背景現(xiàn)狀以及研究意義。隨后,具體介紹了幾種超聲測厚法的原理,對比了其優(yōu)缺點,將超聲共振測厚法列為本文測厚的研究對象,并在此基礎(chǔ)上提出了改進的超聲共振測厚法,目地在于提高超聲共振測厚在測量超薄材料時的能力。最終設(shè)計出的測厚系統(tǒng)包括:FPGA,DA轉(zhuǎn)換,功率放大,超聲換能器,薄片以及示波器等。
　　2.本文的核心在于設(shè)計超聲共振測厚法的激勵系統(tǒng)。接下來便選取功率放大電路作為激勵,介紹了功率放大電路的分類、組成、分析方法、頻率響應(yīng)以及安

3、全運行。最終選擇將AB類變壓器耦合的功率放大用在該超聲共振測厚方法。
　　3.著重于功率放大電路原理圖及PCB的設(shè)計,最終設(shè)計出了所需功率放大電路,可實現(xiàn)將頻率2-15MHz、幅值3.3V的連續(xù)正弦波不失真功率放大,功率可達108W。
　　4.借助示波器與Matlab等工具,得到功率放大后的激勵波形及測厚數(shù)據(jù)。結(jié)果證明,本文設(shè)計的激勵系統(tǒng)能成功應(yīng)用在改進后的超聲共振測厚系統(tǒng)中,并且,該共振測厚系統(tǒng)在測超薄材料(比如0.02m