《压电与声光》是由中国电子科技集团公司(原电子部)第二十六研究所(四川压电与声光技术研究所)主办、国内外公开发行的学术性与技术性相结合的刊物。国内统一刊号:CN 50—1091/TN;国际标准刊号:ISSN 1004—2474;国际刊名代码(CODEN ):YASHE7。双月刊,大16开,160页,每逢双月出版。 《压电与声光》是中文核心期刊;中国科技核心期刊; Elsevier Scopus数据库收录期刊;美国《EBSCO》数据库;美国《化学文摘》(CA)收录期刊;日本《科学技术文献速报》(JICST)收录期刊;波兰《哥白尼索引》(IC)收录期刊;中国科技论文统计源期刊;中国期刊方阵“双效期刊”;《中国学术期刊(光盘版)》、《中国期刊网》全文收录期刊等。 [MORE]
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      • 王玉江2,王志斌1,2,3,宋雁鹏2,解琨阳2,赵同林2

        2016,38(4):633-638, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2016.04.028

        Abstract:

        压电超声换能器在不同的工作频率下具有不同的输入阻抗,当驱动信号源输出阻抗与换能器输入阻抗失配时会产生能量损耗,导致无法满足换能器的功率要求,从而使其光谱衍射效率降低,影响光谱成像质量。为此对换能器阻抗频率特性的深入研究,设计了一种新型宽带阻抗匹配网络。通过ADS仿真及匹配电路的测试,最终在115~180 MHz超声波频率内可使换能器的光谱衍射效率最高达70%。

      • 刘鹏波1,2,3,简小华1,韩志乐1,李章剑1,崔崤峣1

        2016,38(3):450-453, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2016.03.026

        Abstract:

        医学超声成像的图像质量很大程度取决于超声换能器的特性。在换能器研制过程中,一项重要的任务是确定合适的匹配层材料及参数。为了满足高频超声换能器研制的需要,该文从理论及实验两方面研究了RTV615硅橡胶掺杂不同比例的氧化铝粉末后,所形成的复合材料的高频(20 MHz)声学特性参数,包括声速、声阻抗、声衰减系数等。结果表明,RTV615硅橡胶中掺杂氧化铝的体积分数为7.93%时,所形成的复合材料在20 MHz频率条件下声阻抗值提高52.94%,达到1.56×106 Pa·s/m,具有最佳的声阻抗匹配特性。因此,通过优化掺杂比例可有效改进硅橡胶材料的高频声学性能。

      • 邓言文,彭斌,张万里,陈鹏,王睿,姜建英

        2016,38(3):401-404, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2016.03.013

        Abstract:

        采用磁控溅射、光刻、腐蚀、电子束蒸发等工艺,在AlN薄膜表面设计和制备了兰姆波(Lamb)型谐振器。研究了Lamb谐振器频率特性与频率 温度特性,并与传统的瑞利波(Rayleigh)型谐振器进行对比。测试结果表明,Rayleigh谐振器的谐振频率为305.15 MHz,温度灵敏度为10.74 kHz/℃;而Lamb谐振器有7个谐振频率,分别为294.630 MHz,398.125 MHz,435.625 MHz,482 MHz,531.625 MHz,570 MHz和613.625 MHz,其温度灵敏度分别为10.63 kHz/℃,13.46 kHz/℃,16.09 kHz/℃,17.51 kHz/℃,18.95 kHz/℃,20.76 kHz/℃和21.86 kHz/℃。结果表明,兰姆波型谐振器高阶模式的温度灵敏度最高,达到21.86 kHz/℃。

      • 吴也, 胡朝晖

        2017,39(5):665-668, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.05.007

        Abstract:

        研究了长度伸缩振动的光弹调制器的工作原理并进行振动分析。各向异性的压电石英在驱动电压下振动,当驱动方波信号频率与两块晶体的本征频率相匹配时,与压电石英用硅橡胶柔性连接的熔融石英随之共振,在两块晶体中传播的是同频率的纵驻波,光弹调制器整体作一维长度伸缩振动。将光弹调制器的振动等效为有阻尼的弹簧 质量块系统进行理论推导,得出振幅表达式,振动位移与驱动电压和光弹调制器的品质因数Q值成正比。最后通过有限元仿真与测振实验测量自制的光弹调制器的振动特性来验证推导的正确性。

      • 闫世伟1,杨志刚2

        2016,38(5):691-694, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2016.05.004

        Abstract:

        为提高车轮轮毂振动下的压电悬臂梁发电机能量转换效率,根据哈密顿原理建立了发电机能量转换效率模型,利用数值模拟和试验分析的方法研究了发电机结构尺寸和材料特性对其能量转换效率的影响规律。研究表明,金属基板过厚或太薄、杨氏模量太小都不利于提高发电机的能量转换效率。在金属基板材料不同时,存在一个最佳厚度比(金属基板与总厚度之比)使发电机能量转换效率最高,铜、铝、钼3种金属基板材料的发电机最佳厚度比分别为0.67、0.72、0.45;在相同厚度比(0.5)条件下,钼基板的发电机能量转换效率较高,随着杨氏模量比(金属基板的杨氏模量与陶瓷的杨氏模量之比)的增大,发电机能量转换效率增高,但当杨氏模量比大于4时,发电机的能量转换效率变化不明显。

      • 陈景,韩韬,吉小军,唐供宾,张巧珍

        2016,38(3):353-355, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2016.03.001

        Abstract:

        该文精确模拟了基于弛豫铁电单晶的声表面波(SAW)梯形滤波器的性能。首先介绍了由谐振器构成的梯形SAW滤波器的工作原理,利用QUCS软件建立了七阶梯形滤波器的仿真模型。结果表明,该单晶能实现高达620 MHz的超宽带SAW滤波器(中心频率1 GHz),比传统压电材料的滤波器带宽高3倍;通过优化各支路谐振器的静态电容及传统梯型滤波器的结构,牺牲了一定的带宽,但获得了较高的带外抑制和过渡带的陡峭度;讨论了不同品质因数对滤波器带内插损的影响。

      • 朱斌,朱玉川,李宇阳,王晓露,张鑫彬

        2018,40(1):38-41, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2018.01.009

        Abstract:

        针对压电叠堆执行器输入电压与输出位移的动态迟滞特性,结合非对称静态Bouc Wen迟滞模型,建立了压电叠堆执行器动态迟滞模型,并采用粒子群算法辨识出6个模型参数。为提高压电叠堆执行器动态位移输出精度,进一步推导出压电叠堆执行器迟滞逆模型,最终在此基础上对压电叠堆执行器进行前馈补偿研究。仿真与实验结果对比表明,在0~120 V峰值电压与0~500 Hz激励频率内,所建立的动态迟滞模型能够较好地描述与预测压电叠堆执行器的动态输出位移。前馈补偿实验研究结果表明,利用所建的迟滞逆模型补偿后,压电叠堆执行器的滞环减小,输出位移非线性度下降约3%。

      • 彭文平1, 苏桦1,2, 张怀武1, 荆玉兰1

        2017,39(1):63-66, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.01.016

        Abstract:

        Li2ZnTi3O8(LZT)陶瓷具有很好的微波介电性能,但其烧结温度较高(1 150 ℃),与低温共烧陶瓷(LTCC)工艺不兼容。该文通过掺杂低熔Li2O B2O3 SiO2 CaO Al2O3(LBSCA)玻璃来降低Li2ZnTi3O8陶瓷的烧结温度,并详细研究了LBSCA掺杂量对材料体系物相结构、微观形貌、致密化程度及微波介电性能的综合影响。研究结果发现,当LBSCA的质量分数为1.5%,并在900 ℃低温烧结时可表现出优异的微波介电性能,即相对介电常数εr=23,品质因数与频率的乘积Q×f=39 762,密度ρ=3.59 g/cm3,频率温度系数τf=-13.75×10-6/℃,能很好地应用于LTCC技术领域。

      • 黄丹1,马玉婷2,潘巧生1,任艺军1,冯志华1

        2016,38(3):372-376, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2016.03.006

        Abstract:

        为实现结构紧凑、大流量泵在便携产品中的应用,提出以中间固定的圆形双晶片压电振子为激励的压电泵。通过仿真及理论计算对比可得,与传统的边沿支撑振子的压电泵相比,在振子振动单个周期内,中间固定式的泵的腔体体积变化量提高了近50%。实验所用样泵的尺寸为42 mm×42 mm×14 mm,用锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)尺寸为25 mm×0.2 mm的压电双晶片激励,该泵在380 Hz,320 V的正弦激励下,最大流量可达到800 mL/min。

      • 刘晓智1, 董加和2

        2017,39(3):408-412, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.03.021

        Abstract:

        声表面波滤波器(SAWF)工作频率在宽温度范围内高度稳定是电子系统频谱控制的关键。已成为当前SAWF发展的主要技术方向。该文提出了基于多层微结构压电材料的的SAWF温度补偿技术方案,实现了基于钽酸锂(LT)压电基片上的温度补偿SAWF设计、仿真,并获得了满意的实验结果。基于LT/Si复合片法实现的SAWF频率温度系数在全温范围(-55~+85 ℃)内达到25×10-6/℃;基于SiO2/LT薄膜补偿法实现的SAWF频率温度系数在全温范围(-55~+85 ℃)内小于10×10-6/℃。研制的温度补偿声表面波滤波器(TC-AWF)达到要求,已在系统中得到应用。

      • 曹玉岩,付世欣,王鸣浩

        2014,36(4):523-526, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.009

        Abstract:

        为了实现桁架结构振动主动控制,建立了智能桁架结构动力学模型和最优振动控制模型,对动力学建模和最优控制建模方法进行了研究。首先根据有限元理论和Hamilton原理,建立了智能桁架结构的机电耦合动力学方程,方程中含有与作动电压有关的耦合刚度矩阵,采用缩聚变换对动力学方程进行了简化,该动力学方程可用于机械/电荷作用下结构的静动力分析和控制系统设计。然后将推导的动力学模型变换为状态空间方程的形式,根据线性二次型最优控制理论,推导了结构振动控制的数学模型,通过最小化性能泛函,求解黎卡提矩阵代数方程确定了最优控制输入。最后给出了平面桁架结构振动控制算例验证建模过程和算法。结果表明,通过最优振动控制可以使结构振动快速衰减,达到振动抑制的效果。

      • 鲜晓军1,2,林书玉1,王登攀2,马晋毅2

        2014,36(4):491-493, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.001

        Abstract:

        设计并制作了1-3-2型压电复合陶瓷材料,利用该型压电复合陶瓷材料具有低声阻抗,低机械品质因数(Q),高机电转换系数,电极制作工艺简单及结构稳定不易发生变形等特点,制作了水声换能器件,并进行了电声性能分析与测试。分析结果表明,基于1-3-2型压复合材料制作的水声换能器具有在工作频带内模态单一、高发射响应及宽频带等特点。

      • 高维松,王晓新,张泽红,周建国

        2014,36(4):502-504, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.004

        Abstract:

        介绍了声光Q开关驱动器的工作原理,讨论了其电磁兼容设计的必要性。从元器件选取、印制电路板(PCB)设计、滤波、接地及屏蔽等方面给出了具体设计方法。采用该方法设计的驱动器电磁辐射明显改善。在同等工作条件下,工作频率的电磁辐射减小了14 dBm。

      • 朱吉,傅礼鹏,吴中超,王智林

        2014,36(4):535-537, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.012

        Abstract:

        描述了声光移频器的特点及应用,依据一般声光移频器移频频率大于20 MHz的局限性,提出了一种基于差频原理的声光移频器,介绍了其工作原理、光路设计及电路设计,在1 550 nm波长下,得到了衍射效率>60%,移频频率±1 MHz,频率稳定度优于10-6/2 h的测试结果。

      • 徐海林1,陈智军2,黄鑫2,蒋玲2,童锐2,李勇1,陈培杕1

        2014,36(4):494-497, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.002

        Abstract:

        声表面波标签因其自身固有生产工艺的缺点及容量有限而限制了其应用和发展。从实际生产的角度出发,以脉冲位置编码声表面波标签为基础,提出了中等容量和大容量声表面波标签的设计方案,在提高容量的同时可降低生产成本。该文核心内容为大容量声表面波标签的设计,其基于相关叉指换能器和排列组合原理,与之对应的两种阅读器结构方案也展开了讨论。

      • 姚远, 杨华, 谢晓, 高雅, 曹亮

        2017,39(3):324-326, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2017.03.002

        Abstract:

        该文实现了一个高可靠性、小体积的多路腔体滤波器组,包括四路对一致性要求较高的带通滤波器通道,以及一路由直通线缆和防雷电路板构成的校准通道。通过HFSS进行全腔仿真保证了仿真精度,并在Matlab中编程实现滤波器耦合系数的提取。利用Matlab和HFSS联合仿真的方式缩短了腔体滤波器仿真和调试的时间。设计不规则形状谐振腔,采用多通道滤波器形成整体组件结构的形式实现了系统小型化。通过算法、结构设计、调试技术等共同保证相位一致。利用各种浪涌抑制器件的特点设计三级防雷电路,实现了高可靠性系统保护。

      • 姜良倩1,2,白忠臣1,2,秦水介1

        2016,38(3):386-389, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2016.03.009

        Abstract:

        提出了一种能准确检测六价铬离子浓度的光纤传感器。利用二苯碳酰二胁与六价铬络合呈现鲜明的紫红色,且随六价铬离子浓度升高,紫红色逐渐加深的原理,在光纤表面镀络合显色薄膜,薄膜与Cr(Ⅵ)络合显色,通过对吸收光谱的测量检测出六价铬离子浓度。实验结果表明,当铬的浓度范围处于0.01~0.1 mg/L时,光谱强度与铬浓度呈正相关。该方法的检出限为0.01 mg/L,检测时间为10 min,检出率为96%。

      • 曹炳鑫1,张建辉1,陈道根1,纪晶1,2

        2014,36(4):515-518, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.007

        Abstract:

        为使半球缺阻流体无阀压电泵在医疗、保健、航空航天器等领域得到更好的应用,需对半球缺阻流体无阀压电泵的工作特性进行相关的研究分析。该文首先对半球缺阻流体无阀压电泵的结构和工作原理进行了分析,并对泵内流阻特性进行理论分析;同时,采用有限元软件对半球缺阻流体无阀压电泵内部流场进行了模拟分析,结果表明,泵内流体正反向流时的流速随半球缺半径的增大呈递减趋势,泵腔内部的压强变化平缓。实际加工了样泵及多组不同半径的半球缺组并进行了实验,结果表明,泵的最大输出流量随半球缺半径增大而减小,在工作电压为150 V,半球缺半径为4.0 mm时,泵的最大输出流量值为121.4 mL/min,验证了半球缺能作为无阀压电泵的无移动部件阀及半球缺阻流体无阀压电泵的有效性。

      • 田堂胜,姚依森,史卓,严一民

        2014,36(4):519-522, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.008

        Abstract:

        单束激光照射由单个超声波源作用下的声光介质产生布喇格衍射现象。现考虑由多束超声波作用下的声光效应现象,并着重探究多束超声波作用下波源信号变化对声光效应产生的影响。利用麦克斯韦方程推导出声波产生的应力与介质折射率之间的关系,然后用MATLAB进行应力分布和光路仿真验证。结果表明,利用这种方法得出的声光介质具有光晶体的性质。

      • 邓秀慧1,周纯冰2,林玮2

        2014,36(4):527-530, Doi: 10.11977/j.issn.1004-2474.2014.04.010

        Abstract:

        由于设计超高频兰姆波微传感器的需要,该文测量并分析了通过叉指换能器激发高阶模式兰姆波的传播特性。在建立测量系统的基础上,通过时域频域转换法获得了高阶模式兰姆波的色散特性。该系统可自动测量兰姆波的幅频响应与相频响应。再通过反傅里叶变换,获得器件的脉冲响应特性。进而在频域中区分不同模式,并通过傅里叶变换获得兰姆波色散曲线。由于高阶模式兰姆波的相速度远大于表面波的速度,因此基于此设计的振荡器频率更高,传感器更灵敏。