基于三维行走机构的超声波声强场重构技术研究
发布时间：2020-10-28 16:00
近年来,超声波技术早已应用于工业领域的方方面面,在除垢、清洗、催化等方面有着广阔的发展空间。在超声波除垢方面,利用了超声波在液体中产生的空化效应。超声波在液体中发生空化效应时,能对污渍进行清洗。声强较强的位置的能量较大,污渍剥离效果更强。所以在实际应用中,需要确定清洗槽中的声强场分布,根据声强分布摆放器件,这样才能够对器件的清洗效果达到高效率。针对目前存在的测量声强点有位手动测居多,并且尚无对声强场插值重构有一个好的方法等方面,本文展开了如下相应的研究:(1)为了能够高效率高精度的测量出分布点的声强以及其他更多的信息,本文搭建了一套三维行走机构。行走机构的运动通过步进电机驱动电动滑台,电机驱动器采用THB7128驱动器,主控芯片采用K60。开发了下位机软件,实现了手动微调和精确定位的功能,同时开发了上位机软件,实现了对机构行走路径的设定及自动行走功能。(2)利用行走机构和超声波工具头测得所需数据之后,利用三维重构算法对其进行重构。本文采用了对测得的声强数据进行反距离加权插值重构的方法,并将该方法与目前常用的正弦插值重构方法进行对比。(3)最后本文提出了基于遗传算法的径向基函数插值算法对声强场进行三维重构。在遗传算法中有三个基本因子,分别为选择、交叉和变异。径向基函数有许多种可以选择,本设计中采用逆MQ函数。通过对比应用于声强重构的正弦插值算法,在重构图形、插值与真实值方差和重构时间上进行分析,得知基于遗传算法的径向基函数插值算法的方案更容易判断,并且得到的方差最小,图像更接近实际声强场分布,性能最好。
【学位单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TB559;TH112
【部分图文】：
杭州电子科技大学硕士学位论文清洗机??洗机主要由不锈钢清洗槽、超声波发生器和超声波换能器发生器产生的高频电流换能成超声波，利用高能量的超声气泡产生空化作用。由于巨大的能量，空化效应会撕裂空膨胀闭合破裂。破裂的时候产生强烈的冲击，将冲击物件器件。超声波清洗的方式是一种物理清洗，不借助化学洗效应产生强烈冲击使污溃从器件上脱落下来。超声波清洗自动化程度高。能量越高的区域，清洗效果越强。因此利可以将换能器产生的超声波能量以图形的形式展示出来，位置，另一方面可以帮助使用者更清楚的知道将器件放在率更好。图２．２为清洗机实物图，图２．３为清洗机结构图。??％；?？????￣?．—－一＂＂＂、ｊ??
杭州电子科技大学硕士学位论文清洗机??洗机主要由不锈钢清洗槽、超声波发生器和超声波换能器发生器产生的高频电流换能成超声波，利用高能量的超声气泡产生空化作用。由于巨大的能量，空化效应会撕裂空膨胀闭合破裂。破裂的时候产生强烈的冲击，将冲击物件器件。超声波清洗的方式是一种物理清洗，不借助化学洗效应产生强烈冲击使污溃从器件上脱落下来。超声波清洗自动化程度高。能量越高的区域，清洗效果越强。因此利可以将换能器产生的超声波能量以图形的形式展示出来，位置，另一方面可以帮助使用者更清楚的知道将器件放在率更好。图２．２为清洗机实物图，图２．３为清洗机结构图。??％；?？????￣?．—－一＂＂＂、ｊ??
压法??１节中有关超声基础知识的解释中，得到了在超声场中某一个质点的点上超声压强和这个质点振动速度的相乘的结果。在一定的时间内对时间进行积分ｐ２］。表面上看声压与声强相去甚远，实际上由于两音范畴的，只是声强是一个矢量，具有方向，而声压是个标量，定度，其中式（２．７）可以表达其中的关系：??１（１）＝－＾?（ＰＣ??２．７）中／（〇为声强，单位是Ｗ／ｍ２，?Ｐ（〇是声压，单位是帕斯卡（Ｐａ），，单位为ｇ／ｃｍ３，?ｃ为介质中声波的传播速度，单位是ｍ／ｓ。式（２．〇了所需声强的求解需要的变量。由于声压比较方便测量，所以这方便的求声强。但是，在实际测量中有个诸多限制。在实际的工波产生器很难直接发出平面形状的波，产生比较多的都是柱面形超声波，这就会导致些许的误差，同时检测装置的体积也较大［３３］。
【参考文献】
本文编号：2860300
【学位单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TB559;TH112
【部分图文】：
杭州电子科技大学硕士学位论文清洗机??洗机主要由不锈钢清洗槽、超声波发生器和超声波换能器发生器产生的高频电流换能成超声波，利用高能量的超声气泡产生空化作用。由于巨大的能量，空化效应会撕裂空膨胀闭合破裂。破裂的时候产生强烈的冲击，将冲击物件器件。超声波清洗的方式是一种物理清洗，不借助化学洗效应产生强烈冲击使污溃从器件上脱落下来。超声波清洗自动化程度高。能量越高的区域，清洗效果越强。因此利可以将换能器产生的超声波能量以图形的形式展示出来，位置，另一方面可以帮助使用者更清楚的知道将器件放在率更好。图２．２为清洗机实物图，图２．３为清洗机结构图。??％；?？????￣?．—－一＂＂＂、ｊ??
杭州电子科技大学硕士学位论文清洗机??洗机主要由不锈钢清洗槽、超声波发生器和超声波换能器发生器产生的高频电流换能成超声波，利用高能量的超声气泡产生空化作用。由于巨大的能量，空化效应会撕裂空膨胀闭合破裂。破裂的时候产生强烈的冲击，将冲击物件器件。超声波清洗的方式是一种物理清洗，不借助化学洗效应产生强烈冲击使污溃从器件上脱落下来。超声波清洗自动化程度高。能量越高的区域，清洗效果越强。因此利可以将换能器产生的超声波能量以图形的形式展示出来，位置，另一方面可以帮助使用者更清楚的知道将器件放在率更好。图２．２为清洗机实物图，图２．３为清洗机结构图。??％；?？????￣?．—－一＂＂＂、ｊ??
压法??１节中有关超声基础知识的解释中，得到了在超声场中某一个质点的点上超声压强和这个质点振动速度的相乘的结果。在一定的时间内对时间进行积分ｐ２］。表面上看声压与声强相去甚远，实际上由于两音范畴的，只是声强是一个矢量，具有方向，而声压是个标量，定度，其中式（２．７）可以表达其中的关系：??１（１）＝－＾?（ＰＣ??２．７）中／（〇为声强，单位是Ｗ／ｍ２，?Ｐ（〇是声压，单位是帕斯卡（Ｐａ），，单位为ｇ／ｃｍ３，?ｃ为介质中声波的传播速度，单位是ｍ／ｓ。式（２．〇了所需声强的求解需要的变量。由于声压比较方便测量，所以这方便的求声强。但是，在实际测量中有个诸多限制。在实际的工波产生器很难直接发出平面形状的波，产生比较多的都是柱面形超声波，这就会导致些许的误差，同时检测装置的体积也较大［３３］。
【参考文献】
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本文编号：2860300
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