[實用新型]一種凹面超聲陣列的無容器懸浮控制裝置

有效

• 申請號: 201821601049.2
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN208654605U
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 王英偉;李新波;賈云龍;王宇坤;劉國君;吳越;于曉輝
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所 22206
• 代理人: 李曉莉

一種凹面超聲陣列的無容器懸浮控制裝置，屬于超聲陣列懸浮技術領域，包括電源模塊、控制模塊、陣元驅動模塊及超聲波相控陣列模塊，電源模塊用于向控制模塊及陣元驅動模塊輸出驅動電壓以便驅動控制模塊及陣元驅動模塊；控制模塊用于生成脈沖寬度調制信號，該脈沖寬度調制信號作為超聲振動單元的原始激勵信號；陣元驅動模塊用于接收控制模塊發出的脈沖寬度調制信號，并將其放大后發送給超聲波相控陣列模塊，以便超聲波相控陣列模塊中的超聲振動單元滿足啟動電壓，從而產生駐波聲場；所述超聲波相控陣列模塊產生駐波聲場；本實用新型提出的采用了新型的凹面雙發射極結構，該結構的超聲控制裝置與傳統單軸聲懸浮裝置相比，有效地調高了駐波懸浮能力。

技術領域

本實用新型屬于超聲陣列懸浮技術領域，具體涉及一種基于凹面超聲陣列的無容器懸浮控制裝置。

背景技術

隨著近些年科技的發展，超聲技術也迅速開展起來。超聲波具有頻率高，波長短，方向性好，穿透能力強等特點，在工業，農業，醫學，軍事等領域得到了廣泛應用。并且高強度的超聲波在傳遞過程中會產生輻射聲壓，利用輻射聲壓可以使物體浮在聲源上方。在微生物、材料、化學以及其他領域的研究中，超聲懸浮技術提供了一種理想和有效的實驗手段，但是目前常見的超聲懸浮裝置幾乎局限于靜態實驗，其中物體和液滴僅可以懸浮在空間中的固定位置。隨著高精度、高復雜度、高靈活性的粒子操縱和運輸的發展趨勢，常見的懸浮裝置難以滿足微粒在聲場中機械運動的可控性，這成為如今業界亟待解決的難題。

實用新型內容

為了解決懸浮微粒單軸可移動的問題，本實用新型提出一種一種凹面超聲陣列的無容器懸浮控制裝置。

本實用新型采用如下的技術方案：一種凹面超聲陣列的無容器懸浮控制裝置，其特征在于，包括：電源模塊、控制模塊、陣元驅動模塊及超聲波相控陣列模塊，

所述電源模塊的電源輸出端與控制模塊及陣元驅動模塊的電源輸入端連接，電源模塊用于向控制模塊及陣元驅動模塊輸出驅動電壓，以便驅動控制模塊及陣元驅動模塊；

所述控制模塊的信號輸出端與陣元驅動模塊的信號輸入端相連，控制模塊用于生成脈沖寬度調制信號，該脈沖寬度調制信號作為超聲振動單元的原始激勵信號；

所述陣元驅動模塊用于接收控制模塊發出的脈沖寬度調制信號，并將其放大后發送給超聲波相控陣列模塊，以便超聲波相控陣列模塊中的超聲振動單元滿足啟動電壓，從而產生駐波聲場；

所述超聲波相控陣列模塊包括上凹球面殼體、下凹球面殼體、支撐架及超聲振動單元，上凹球面殼體及下凹球面殼體呈正對平行布置且通過支撐架固定連接，上凹球面殼體及下凹球面殼體的凹面上均設置有超聲振動單元；所述超聲振動單元由三圈超聲換能器構成，位于上凹球面殼體的所有超聲換能器的輸入引腳串聯在一起形成第一路信號輸入端，輸出引腳串聯在一起形成第二路信號輸入端，位于下凹球面殼體的所有超聲換能器的輸入引腳串聯在一起形成第三路信號輸入端，輸出引腳串聯在一起形成第四路信號輸入端。

其中，三圈超聲換能器中最內圈布置有6個超聲換能器，中間圈布置有12個超聲換能器，最外圈布置有18個超聲換能器。

進一步，所述超聲換能器的型號為MA40S4S。