超声悬浮和超声马达课件.ppt

超声悬浮和超声马达
2、原理和装置:
右图是单轴声悬浮 原理图。活塞声源装在长圆管 底部, 在活塞辐射面 对面设有反射器, 在其间建立驻波声场, 辐射面与反射面相距为半波长 整数倍。当声场中 辐射压力与物体 重力相平衡时, 物体即悬浮在空间。假如改变反射器 距离或振动器 频率, 则能够移动物体在空间 位置。当驻波声场中有高温或低温装置时, 就能够实现无容器、非接触 材料熔炼或凝固。
声和超声悬浮技术及应用
2、原理和装置:
为灵活 控制物体 悬浮位置, 发展了一个三轴声悬浮装置。在一个六面长方有三面部署三个声源, 其激励能够独立调整, 所以能灵活控制物体在空间某一点 稳定悬浮。假如对某一声轴 声压加以调制, 则可实现悬浮液滴 振荡, 除可实现悬浮体 声振荡外, 为实现对悬浮物体 处理, 还发展了高温声悬浮装置。
声和超声悬浮技术及应用
3 特点:
声悬浮技术可悬浮任何材料, 包含磁性和非磁性体, 导体和绝缘体; 定位方便, 稳定不易失控; 能够方便实现样品 输送, 如从高温区输送到低温区; 能使样品旋转、振动和有利于样品保持球形、脱气、表面涂敷和材料 分选; 利用空化效应, 能够使材料混合破碎等等。
声和超声悬浮技术及应用
4、应用:
声和超声悬浮移动技术已得到越来越广泛 应用。比如, 它可用来研究液体分界面 表面张力, 研究液体 粘滞特征; 测量微量液体或生物组织 绝热压缩系数和声速, 尤其适适用于研究一些生物细胞如红血球 特征, 因为它 性质依靠于它所存在 环境。
利用超声悬浮和雾化技术, 能够将塑料或石腊均匀地包敷在微玻璃球 表面。微玻璃球在驻波声场中悬浮, 涂敷材料溶于溶液中并用超声雾化而涂在玻璃球基体上, 比如用这种新技术能够在玻璃球上包敷50 厚 聚苯乙烯, 表面不均匀性小于几百埃。另外还用来制造高质量 半导体晶体。远红外透光新玻璃等等。
声和超声悬浮技术及应用
超声马达 概念在1960年就提出了, 但直到1971年才取得进展。当初西德 西门子企业申请了压电超声马达 专利, 以后日本 制造厂家也申请了压电超声马达专利。这些马达关键用在照橡机自动聚焦机构上, 所以当初 专利关键是由照像机制造者申请 。超声马达研究工作 快速进展是在80年代。日本对超声马达 研究、开发和应用尤其重视, 取得了举世瞩目 结果。
超声马达
超声马达与电磁马达不一样, 它不是利用磁场将电能转换为机械能, 而是经过超声换能器把电能转换为某种模式 机械振动, 然后, 再利用定子(振动着 弹性体)与转子(或滑块)表面间 摩擦力使转子转动或使滑块移动, 从而把电能转换成了能够对外作功 机械能。 与电磁马达比较, 超声马达有以下较突出 特点, 转速低, 力矩大; 应答速度快, 定位精度高; 体积小, 功率密度大; 没有磁干扰, 便于控制等。超声马达 这些特点使其在机器人、计算机、仪器仪表以及其她高技术产品中有着宽广 应用前景。在很多应用中可免去减速装置而直接驱动。
超声马达能够利用多种不一样 振动模式, 所以马达 种类也是各式各样 。
按运转形式分: 有线性马达和旋转马达两大类; 按超声振动 波形分: 有行波马达和驻波马达; 按超声振动 模式分: 有单一模式、模式转换、多模式和模式旋转等类型;按换能器分: 有单一换能器和复合换能器型超声马达等等。
表面波和板波在传输过程中, 弹性介质表面质点振动 轨迹是椭圆形。假如在有这种质点振动 弹性体表面再放上另外一个金属块, 如图所表示, 则该金属块将沿着与波传输方向相反 方向移动。这是因为当声波沿x方向传输时, 固体表面上 质点沿椭圆轨迹按逆时针方向运动, 同时金属块与振动着 固体表面间有摩擦力存在。这么, 振动 质点经过两表面间 摩擦力使金属块移动。这就是超声行波线性马达 基础原理。
超声行波马达运行 基础条件是:
在作为定子 弹性体 表面(与转子 接触面)上必需激发有质点沿椭圆轨迹 振动;
定子与滑块接触面间必需有一定 摩擦系数。
为了满足第二个条件/除接触面处选择摩擦系数大 材料外, 还需给接触面施加一定 接触压力。