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线聚焦无镜头式聚偏氟乙烯超声探头的研制及V(f,z)分析法在表面波波速测量中的应用
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH878.2[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]北京工业大学机械工程与应用电子技术学院,北京100124, [2]成功大学机械工程系台南,中国台湾70101
  • 相关基金:国家自然科学基金(10827201 11072010 50975006); 教育部博士点基金; 北京工业大学博士科研启动基金资助项目
中文摘要:

线聚焦式超声材料性质表征系统可以对水浸试样漏表面波或类漏表面波的相速度进行精确的测量,但鉴于传统超声显微镜镜头的材料昂贵且制作困难,采用厚度为40?m的聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)压电薄膜作为激励/接收元件,设计、制作两个应用于声学显微系统的线聚焦无镜头式PVDF超声换能器,其中心频率分别为5 MHz和11 MHz。区别于传统超声显微镜高昂的设备费用与利用单频V(z)曲线测量空间振荡周期?z的方法,基于二维傅里叶变换开发出一种改进的适用于宽频的V(f,z)分析法,并发展建立一套成本较低的用于测量材料漏表面波波速的散焦试验系统。为测试换能器、算法和整体系统的性能,对抛光熔融石英进行非接触式水浸超声试验,利用V(f,z)分析法提取出表面波波速,并将试验结果与理论值进行对比,两者吻合较好。

英文摘要:

Line-focus-beam ultrasonic material property characterization system enables accurate measurements on the phase velocities of leaky surface acoustic waves(LSAW) or rayleigh-type leaky surface acoustic waves.But in view of the lens of the conventional acoustic microscopy is expensive and difficult to produce,new method of design and fabrication of two line-focus lens-less polyvinylidene fluoride(PVDF) transducers is presented for acoustic microscopy system utilizing a 40 ?m thick piezoelectric PVDF film to construct the active element.The transducers introduced here centre around 5 MHz and 11 MHz respectively.Different from high cost of equipments and measuring the oscillation period on an operation of tone-burst mode,an improved V(f,z) method based on tow-dimensional Fourier transform is developed for the broadband measurements.A defocusing system for measuring surface acoustic waves is established and a non-contact immersion experiment of a polished fused quartz is carried out.The LSAW velocity extracted by V(f,z) analytical technique is compared with the theoretical one and they both are in good agreement.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603