磁致伸縮超聲換能器及其聲場(chǎng)的理論與實(shí)驗(yàn)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(duì)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(jìn)一步實(shí)現(xiàn)設(shè)備的微型化以及解決熱聲熱機(jī)設(shè)備中可能出現(xiàn)的實(shí)際問題。
　　本文依據(jù)系統(tǒng)耦合匹配的重要性與必要性，對(duì)換能器系統(tǒng)阻抗匹配與機(jī)電耦合性能進(jìn)行分析。根據(jù)兩種電路匹配方式的特點(diǎn)，選用串聯(lián)諧振的方式匹配電路。運(yùn)用等效電路的方法，將機(jī)械系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)化為電學(xué)元件或簡(jiǎn)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(gè)換能器的等效電路。根據(jù)電路轉(zhuǎn)化表達(dá)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(gè)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(jì)。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)所要達(dá)到的實(shí)際工作情況和實(shí)際輸出的工作頻率、功率，完成換能器交感線圈的設(shè)計(jì)，并由此計(jì)算實(shí)際線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)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(duì)實(shí)際線圈進(jìn)行適當(dāng)修改。根據(jù)磁

3、致伸縮棒的共振頻率進(jìn)行分析，選擇合適的磁棒尺寸，并對(duì)磁棒中的磁場(chǎng)分壓和渦流發(fā)熱情況進(jìn)行理論與實(shí)驗(yàn)分析。通過對(duì)不同顆粒大小、膠重比與成型溫度等參量對(duì)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(dòng)輻射板振幅情況進(jìn)行對(duì)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(duì)管中聲波與溫度耦合振蕩進(jìn)行分析，確定流體介質(zhì)參量與溫度變化關(guān)系。對(duì)目前主要研究的行波、駐波式熱聲熱機(jī)，對(duì)行、駐波聲場(chǎng)進(jìn)行