隨著現代超聲技術的發(fā)展,聲懸浮技術也逐漸發(fā)展起來,在生物反應、液滴分離、高溫處理等領域得到廣泛的運用。傳統的駐波懸浮具有操控性差、需要反射器建立駐波聲場等問題,這些缺點大大限制了它的應用。而超聲相控陣聚焦懸浮技術是一種新型的聲懸浮技術,可以通過相位調制技術,控制物體在三維空間中任意位置懸浮。它具有操控性強、聲束靈活等優(yōu)點,因此超聲相控陣運用的范圍也越來越廣泛。本文將研究在超聲內加工的過程中,被加工物在空間中難以達到穩(wěn)定懸浮狀態(tài)的問題,將搭建一個新型超聲懸浮系統即FPGA超聲相控陣懸浮系統,這一系統通過高精度的延時控制技術,控制陣列延遲信號產生,將陣列超聲信號輸出至開放式陣列半橢圓形裝置中,使其產生聚焦的效果,實現在空間中聚集能量,并且能夠和懸浮物質的重力相互抵消,從而實現懸浮,可使被加工物處于微重力的環(huán)境,從而達到穩(wěn)定狀態(tài)。本論文的研究內容如下:（1）本文通過研究聲學波動方程和超聲相控陣聚焦理論,模擬二維平面超聲聚焦聲場和建立聲場時序彩圖,并且結合扇形陣列聚焦理論,推導出開放式陣列模型聚焦方法。又通過數值模擬方法,模擬了開放式陣列在無懸浮狀態(tài)和懸浮狀態(tài)時的聲場變化。并且模擬相同半徑的聚... 

【文章來源】：杭州電子科技大學浙江省

【文章頁數】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２超聲相控陣三維成像??２０１６年，Ｃｈａｔａｒ等人利用ＦＰＧＡ可以高速處理數據的能力，設計了一款基于??

圖１．３駐波懸浮液體示意圖??２０１０年，美國加州大學Ｊｕｎｇｗｏｏ?Ｌｅｅ等人［３９］使用３０ＭＨｚ的高頻聚焦超聲制作懸??浮系統，并實現對微球形粒子操控，在圖１．４所示，通過單波束聲懸浮裝置成功捕??獲直徑１２６ＷＷ的油酸微粒，并計算出這個實驗裝置的捕獲力，為聲懸浮技術發(fā)展起??４??

??Ｌ—?Ｌａｔｅｒａｌ??ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒ??圖１．４單波束聲懸浮示意圖??在２０１１年，Ｐｅｔｅｒ?Ｇｌｙｎｎｅ－Ｊｏｎｅｓ等人［４Ｃ）］使用一維陣列超聲相控陣技術實現微粒懸??浮和移動。如圖１．５所示，利用陣列超聲換能器和反射板之間形成駐波，如圖（ａ）??中。處于懸浮的粒子橫向的向駐波節(jié)點處移動，如圖（ｂ）所示。在（ｃ）和（ｄ）中??通過控制超聲波換能器的激發(fā)順序，實現微粒在反射板和超聲波陣列發(fā)射器之間進??行移動。??｛？）?（ｂ）?（ｅ）?（ｄ）??圖１．５?—維陣列懸浮微粒??在國內，西北工業(yè)大學解文軍博士在２００２年首先建立單軸式聲懸浮模型，并??第一次懸浮了自然界中密度最大的固體銥和液體汞［４１］，在２０１２年，采用格子??ＢｏｌｔＺｍａｎｎ的方法，研宄圓柱形封閉諧振腔中的圓盤樣品的聲懸浮過程，并對聲懸浮??過程中的非線性效應進行深入研究

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3405776