不同激励方式对矩形声场均匀性的影响

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1、分类号０４２６．２密级公开学号１２１５４７■Ｗｉ圓祖誦脚■■■硕ｚｂ学位论文（学术型）题目不同激励方式对矩形声场均匀性的影响作者阁品指导教师张明锋副研究貢—级学科名称物理学二级学科名称声学提交曰二〇—五年五月其月学位论文原创牲声明本人声明所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行研究工作所取得的研究成果。尽我所知，除文中己经注明引用的内容和致巧的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或他人已申请学位或其馴途使用过的成果？对本文的研究做出

2、重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示巧意？一本学位论文若有不实或者侵犯他人权利的，本人愿意承担切相关的法律责任。抑王年口日作者签名：巧－－歲日親＾月／可学位论文知识产权及使用授权声明书本人在导师指导下所完成的学位论文及相关成果，知识产权归属陕西师范大学？本人完全了解陕西师范大学有关保存、使用学位论文的规定，允许本论文被査闽和借巧，学校有权保留学位论文并向国家有关部口或机构送交论文的纸脯技和电子版，有权将本论文的全部或部分内容编入有关巧据库进行检索，可巧采用？本人保证毕业离校后飾复制手段保存和汇编本论文，发

3、表本论文或觀本论文成果时署名单位仍为陕西师范大学。保密论文解密后适用本声明？作者签名：Ｉ龜日期：六ｉｒ年月日气摘要一大功率超声设备般由超声波发生器和超声波换能器两部分组成。由信号发生器产生特定频率的信号激励换能系统，使系统保持在谐振状态下工作。在大功。率超声的各类应用中，声场的分布情况对应用效果的影响起着重要的作用本文根据声波叠加原理和波动声学埋论，利用声波的不相干性和扩散声场的特点设计出一工作种频率连续变化的窄带多频合成信号激励相应换能系统，并结合实验研究对比分析了不同激励方式下矩形声场的分布情况。具体工作包括下几个方面

4、；１根据波动声学理论和声波叠加原理分析了单频声波和多频不相干声波在矩形空间的分布情况。研究表明；多频下的声场是由单频大量的简正振动方式叠加。与多频不相干声波叠加而成的，且频率越高，简正振动方式越多，声场越均匀２根据白噪声信号在固定频带宽度时频谱连续且均匀的特点，设计出经带通滤波器滤波之后的白噪声信号作为多振子换能系统的激励信号，可Ｗ满足系统保持长期稳定工作的需求。本文采用Ｍａｔｌ油软件编程生巧信号，并经过第Ｈ方软件ＵｌｔｒａＷａｖｅ将信号引入函数发生器，实现信号的分析。结果发现：白噪声信号经滤一波么后幅值很低，不能驱动相应换能系统工

5、作。进步提出并确定等幅正弦叠加的多频合成信号作为系统的激励信号。３将矩形超声换能系统的谐振特性分别在小信号模式和大信号模式下进行测量与分析，便对合成信号的带宽进行准确设计。研究发现；两种激励方式下系统的谐振特性是不同的，主要表现在；两种方式下系统的谐振带宽均随着频率的増加而加宽；系统在大信号激励方式下谐振频率＾和谐振带宽Ａ／ｓ整体偏大。根据大功率超声换能系统实际工作需要，确定依据大信号激励方式下的谐振频率和谐振带宽作为合成信号参数设计的标准。４基于大信号方式下测得的谐振带宽Ａ／ｇ，对信号分别在带宽Ａ／＜Ａ／ｇ、Ａ户Ａ／ｓ、Ａ／＞

6、Ａ／ｓ进行合成信号设计，结合系统工作时的电参数和染色法声场分布与正弦信号激励下的情况进行对比分析。结果表明；合成信号带宽范围设计在Ａ＜Ａ／／，系统整体的性能较好，且在高频系统中更为稳定；电参数下的有功ｓ时功率和电效率相比正弦信号呈现出稍微降低的趋势，且在低频信号表现更为明显，一但声场的均匀性都得到定的改善。而在Ａ／＾Ａ／，不论是电参数还是声场均匀性ｓ方面，效果均不如Ａ／＜Ａ／ｓ信号的情况。综合分析指出合成信号的最佳带宽选取一般时＝在谐振带宽，即Ａ／Ａ／ｓ／２，系统的各方面性能最好。５测试信号分别选取正弦信号和最佳带宽的合成信号激励矩形换

7、能系统，并通过铜版纸染色法和水听器声压测量法对矩形槽内的声场进行了测量与分析。实Ｉ验结果表明：在声场均匀性方面，高频声场优于低频声场，合成信号优于正弦信号。声压测点的平均效果表现为合成信号声压相对值大于对应位点正弦信号声压。相对值，间接地说明了合成信号的电声转化效率要高于正弦信号关键词：正弦信号，合成信号，谐振带宽，声场分布，均巧性ＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＨｉｇｈｏｗｅｒｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｅｕｉｐｍｅｎｔｅｎｅｒａｌｌｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｅｎｅｒａｔｏｒａｎｄｐｑｇｙｇｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ

8、ｔｒａｎ