超声波微量物料传送装置的研究

发布时间：2023-08-11 19:05

　　超声波物料传送装置是从超声马达延伸出来的一种新型的输送装置,它具有结构简单紧凑、响应迅速、不受电磁干扰和噪声小等特点,可以在低温、真空及高辐射等特殊环境下工作。 本文设计了一种新型的超声波微量物料传送装置。利用两套频率特性一致并以纵向振动方式工作的夹心式换能器,通过合理的布局在导管中激励出行波,使输送管管壁质点产生椭圆运动,从而利用摩擦或在液体中产生声流来实现固体及液体的传送。采用夹心式换能器作为激励源能有效地获得大振幅振动,并提高机电耦合效率。 本文首先分析导管中行波形成的条件,从理论上证明了行波的存在,解释了超声波物料传送装置分别对固体和液体的驱动机理。以ANSYS有限元软件为主要分析工具完成了设计工作;在经典换能器设计理论和前人经验的基础上,对不规则形状的换能器采用了有限元的方法设计;在耦合场中分析了换能器、导管及整体装置的振动情况,使换能器的谐振频率与导管的谐振频率达到了较好的匹配,使设计变得更加容易和准确;利用有限元方法建立了振子的等效电路模型,求出了其前6阶模态的等效动态电容电感值,为阻抗匹配和驱动电路的设计提供了依据。 在理论分析的基础上,对试制的超声波微量物料传送装置进...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超声波驱动器的发展
    1.3 超声波固体物料传送概况
        1.3.1 固体物料传送的分类
        1.3.2 超声波固体物料传送原理及特点
        1.3.3 超声波固体物料传送装置的国内外发展现状
    1.4 超声波液体物料传送概况
        1.4.1 研究超声波液体传送装置的意义
        1.4.2 超声波液体驱动装置的发展现状
    1.5 目前需要解决的问题
    1.6 课题研究的主要内容
第2章 超声波微量物料传送装置的原理及设计
    2.1 引言
    2.2 超声波微量物料传送装置的结构
    2.3 超声波微量物料传送装置的原理
        2.3.1 行波的激振条件
        2.3.2 超声波传送装置的固体传送机理
        2.3.3 超声波传送装置的液体传送机理
    2.4 夹心式换能器的设计
        2.4.1 夹心式换能器的结构及特点
        2.4.2 夹心式换能器的频率方程、振速及应力分布
        2.4.3 夹心式换能器的设计
    2.5 夹心式换能器的有限元振动分析
        2.5.1 压电参数
        2.5.2 模态分析
        2.5.3 谐响应分析
        2.5.4 瞬态分析
    2.6 导管的设计
    2.7 声阻抗的匹配
    2.8 本章小结
第3章 超声波微量物料传送装置的电学模型
    3.1 引言
    3.2 换能器的等效电学模型
        3.2.1 换能器的等效电路
        3.2.2 换能器的有限元等效电学模型
    3.3 超声换能器的阻抗匹配
        3.3.1 超声换能器的阻抗匹配
        3.3.2 匹配后的传送装置振动系统的等效电路
    3.4 本章小结
第4章 实验测试及分析
    4.1 实验装置的建立
    4.2 超声换能器阻抗特性测试及阻抗匹配
    4.3 超声微量物料传送装置的运行性能测试
        4.3.1 传送滑环的性能实验
        4.3.2 传送液体的性能实验
    4.4 超声波微量物料传送装置的运行性能影响因素分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
读学位期间发表的学术论文
哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明
哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书
哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理
致谢



本文编号：3841591