电容式微超声换能器等效电路模型与阵元优化

发布时间：2017-08-14 04:33

  本文关键词：电容式微超声换能器等效电路模型与阵元优化

  更多相关文章： 微机电系统 电容式微超声换能器 非线性等效电路模型 辐射阻抗

【摘要】：针对电容式微超声换能器(CMUT)建立了非线性等效电路模型.以声源表面运动方程为理论基础,将CMUT的声学、力学参数等效成电学元器件,分别建立CMUT单振膜与多振膜阵元的等效电路模型,分析多振膜阵元中振膜间的声场干扰,计算了振膜的辐射阻抗;并且在模型中构造了辐射阻抗等效RLC电路.利用SPICE软件对CMUT的等效电路模型进行仿真分析,得出了CMUT振膜的振动位移幅值频域响应;通过多普勒测振系统测量多膜CMUT阵元中不同位置振膜的频率响应,验证了所建立模型的正确性.利用该非线性等效电路模型,对2×2、3×3与4×4这3种方形排布的CMUT阵元进行优化设计,得到了3种规模阵元振膜的最佳间距分别为230,?m、160,?m与130,?m.
【作者单位】： 天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室;北京卫星环境工程研究所;
【关键词】： 微机电系统 电容式微超声换能器 非线性等效电路模型 辐射阻抗
【基金】：国家自然科学基金资助项目(61201039) 天津科技支撑计划资助项目(14ZCZDGX00003)
【分类号】：TB552
【正文快照】： 近年来,随着MEMS技术的蓬勃发展,电容式微超声换能器(capacitive micromachined ultrasonictransducer,CMUT)的研究成为热点,在医用内窥成像、治疗超声、微流体探测、工业无损检测等方面具有重要的应用前景.研究中通常使用有限元方法对CMUT进行设计仿真[1].有限元方法计算时间

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 祝锡晶,武文革,彭彬彬;大功率超声换能器的研制[J];电加工与模具;2001年01期

2 徐圆飞;徐春广;肖定国;周世圆;;超声换能器电阻抗特性研究[J];电子测量技术;2008年11期

3 林书玉;;超声技术的基石——超声换能器的原理及设计[J];物理;2009年03期

4 黄静;;材料对超声换能器性能的影响及其选择[J];科技风;2011年14期

5 D.Leonard,L-A Xu,张传忠;检测两种成份流量的脉冲超声换能器系统[J];压电与声光;1986年03期

6 丁怡;超声换能器特性评价[J];声学技术;1988年03期

7 查济璇;测定超声换能器特性的脉冲方法[J];声学技术;1988年04期

8 张传忠;医学超声换能器[J];压电与声光;1990年03期

9 俞宏沛;超声换能器研究中的几个问题[J];声学技术;1990年02期

10 林书玉,张福成,郭孝武;Ⅱ型大功率超声换能器的研制[J];声学与电子工程;1991年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杨林枝;李全禄;姬艳红;耿洁;王胜利;蔡春芳;;医用超声换能器及其性能指标分析[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年

2 陈国超;吴宏;陈伟;郑伟成;;纵-弯振动大功率超声换能器探究[A];中国声学学会功率超声分会2009年学术年会论文集[C];2009年

3 姜晓敏;王寅观;;双激励源气介式超声换能器带宽特性的实验研究[A];2009年西安-上海声学学术会议论文集[C];2009年

4 林书玉;;气介超声换能器的研究及其应用[A];陕西省第九届无损检测年会陕西省机械工程学会无损检测分会论文集[C];2004年

5 刘文静;周利生;夏铁坚;俞宏沛;;稀土超声换能器技术研究[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年

6 张耀耀;周丹;王飞飞;刘大安;王威;罗豪u&;;高性能弛豫铁电单晶1-3复合材料制备及超声换能器应用研究[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年

7 徐圆飞;徐春广;肖定国;周世圆;;超声换能器电阻抗特性测量方法研究[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年

8 赵新玉;徐春广;孔涛;肖定国;伍懿;;液浸超声换能器声场特性测量技术[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年

9 李朝晖;张金铎;姜天仕;;一种高效空气超声换能器的设计研究[A];中国声学学会1999年青年学术会议[CYCA'99]论文集[C];1999年

10 林书玉;;大功率纵—扭复合模式压电超声换能器[A];中国声学学会1999年青年学术会议[CYCA'99]论文集[C];1999年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 cyf翻译;驱动超声换能器的功放(2)[N];电子报;2009年

2 cyf翻译;驱动超声换能器的功放(5)[N];电子报;2009年

3 cyf翻译;驱动超声换能器的功放(3)[N];电子报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 胡静;径向夹心式压电超声换能器的研究[D];陕西师范大学;2015年

2 林洲;声人工结构增强医学超声换能器聚焦性能的研究[D];南京大学;2016年

3 田华;新型超声换能器与辐射器的研究[D];陕西师范大学;2013年

4 曾庚鑫;超磁致伸缩功率超声换能器理论分析与实验研究[D];华南理工大学;2013年

5 张小丽;纵弯及纵径振动模式转换功率超声换能器的研究[D];陕西师范大学;2014年

6 刘世清;径向及径—扭复合振动模式夹心式压电超声换能器研究[D];陕西师范大学;2005年

7 姜斌;超声波送料机理与关键技术研究[D];吉林大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张R，

本文编号：670814