基于混合调制的粒子驻波悬浮传输轨迹仿真与实验

发布时间：2017-11-27 08:12

  本文关键词：基于混合调制的粒子驻波悬浮传输轨迹仿真与实验

  更多相关文章： 换能器阵 超声驻波悬浮传输 振幅/相位混合调制 运动轨迹仿真 调制周期

【摘要】：换能器阵式驻波悬浮传输作为一种非接触操作手段,对被悬浮物没有特殊物理性质求,可以实现任何微小物体的悬浮传输,并在微小电子器件装配、微剂量生化分析、制药、超材料制备等领域具有很好的应用优势。提高粒子在换能器阵内传输过程的可控性成为实现超声悬浮非接触操作技术优势的关键要求。本文首先分析了超声驻波悬浮传输机理以及换能器阵振幅调制与阵元间相位调制传输控制方法,提出换能器阵振幅/相位混合调制的传输控制方法;然后建立换能器阵声场仿真参数化模型,在不同相位差条件下获得势阱转移时间曲线;根据势阱转移时间曲线线性程度,确定了混合调制过程中相位值与调制电压的对应关系,降低了声场调制过程中势阱位置的跳跃,提高了传输位置的可控性。然后,将悬浮粒子作为研究对象,确定声场调制过程中横向声辐射力空间分布变化,并建立粒子运动状态传递方程;通过迭代计算确定了该方程的收敛条件,并在不同声场调制周期下,得出粒子传输运动轨迹;为了评价粒子悬浮传输稳定性,本文提出粒子与势阱相对距离作为传输稳定性评价参数:相对距离越大,传输越不平稳;最后,通过对比不同调制周期粒子传输运动轨迹与势阱转移轨迹的相对距离确定了稳定传输的最小声场调制周期。其次,根据传输控制要求,研制出驱动换能器阵的高频电源,成功实现了换能器阵电压/相位混合调制的自动输出以及输出信号在阵元间的切换控制,并成功用于换能器阵的传输实验。最后,建立换能器阵悬浮传输实验系统,进行了聚苯乙烯球的传输实验:设定调制电压函数为正弦函数,在不同相位差条件下进行了悬浮传输,根据传输平稳性,确定调制电压与相位的对应关系,进而确定电压/相位混合调制信号形式,并在该混合调制模式下进行了悬浮传输实验;然后,在不同调制周期下,进行了悬浮传输实验,并对小球的传输轨迹进行分析。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB552

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 张学华;曹猛;杨瑾;刘桐;王明霞;邓湘云;李德军;;调制周期对TaN/VN纳米多层膜的影响[J];真空科学与技术学报;2007年05期

2 赵海阔;雒向东;;不同调制周期Cu/TaN多层膜的微结构与表面形貌[J];量子电子学报;2009年01期

3 刘孟寅;谭明;刘广庆;王海媛;薛凤英;邓湘云;李德军;;调制周期、调制比、沉积温度对ZrB_2/W纳米多层膜微结构和机械性能的影响[J];中国科学:技术科学;2011年01期

4 胡敏;刘莹;;调制周期对Ti-TiN多层薄膜光学和电学性能的影响研究[J];昆明理工大学学报(理工版);2010年04期

5 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 黄莎玲;;基于厚度调制法的新型三截止带高反膜设计[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 刘帅;基于混合调制的粒子驻波悬浮传输轨迹仿真与实验[D];哈尔滨工业大学;2016年

，

本文编号：1231170