МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»

(СПбГЭТУ)

Факультет информационно-измерительных и биотехнических систем

Кафедра электроакустики и ультразвуковой техники

Направление «Приборостроение»

Магистерская программа «Акустические приборы и системы»

Междисциплинарный проект

На тему:___________________________________________________________

___________________________________________________________

Выполнил_______________________________/ _______________ /

(Ф.И.О. студента, № группы)

Руководитель____________________________/ _______________ /

Санкт-Петербург

201_ г.

Факультет ИБС Кафедра: ЭУТ	«УТВЕРЖДАЮ» Руководитель программы ______________ /Аббакумов К.Е./
Направление: Приборостроение	"____" ___________ 201_ г.

Техническое задание

на выполнение междисциплинарного проекта

по программе «Акустические методы исследования свойств твердых тел»

1. Исполнитель: (ФИО, № группы)_________

2. Руководитель:

3. Тема МДП:______________________________________________________

Особые условия выполнение проекта

(Указываются особенности выполнения проекта, например: Тема проекта является частью общей темы _____________________________________, выполняемой совместно студентами_________________________________ )

4. Исходные данные (технические требования):

5. Содержание работы:

6. Вид отчётных материалов:

Дата выдачи задания	Дата представления МДП к защите
"____" __________ 201_ г.	"____" ___________ 201_ г.

Исполнитель: / /

Руководитель: / /

Консультант / /

Консультант / /

Реферат.

Отчет 22 с, 5 источников

Тема: Расчёт генератора для пьезоэлектрического преобразователя

Основные термины: Ультразвук, пьезоэлектрический эффект, импеданс, 

Оглавление

Введение. 7

Постановка задачи. 10

Генератор для пьезоэлектрического преобразователя 11

Область техники, к которой относится изобретение 12

Уровень техники 12

Раскрытие изобретения 14

Краткое описание чертежей 14

Осуществление изобретения 16

Формула изобретения 20

Расчет напряжения холостого хода для пьезоэлектрического преобразователя . 22

Заключение: 25

Список литературы: 26

Перечень сокращений, условных обозначений и терминов.

УЗИ- ультразвуковое исследование

ВМЗР - Внутриутробное отставание развития плода

ПСД - Потоковая спектральная допплерография

ЭД – Энергетическая доплерография

Введение.

Ультразвук – это высокочастотные звуковые волны или упругие колебания в среде с частотой за пределом слышимости человека. Обычно под ультразвуком понимают частоты выше 20 000 Герц. Хотя о существовании ультразвука известно давно, его практическое использование достаточно молодо. В наше время ультразвук широко применяется в различных физических и технологических методах. В медицинской диагностике применяют ультразвук в диапазоне частот от 2 до 10 МГц под процедурой УЗИ Физическая основа УЗИ — пьезоэлектрический эффект. При деформации монокристаллов некоторых химических соединений (кварц, титанат бария) под воздействием ультразвуковых волн, на поверхности этих кристаллов возникают противоположные по знаку электрические заряды — прямой пьезоэлектрический эффект. При подаче на них переменного электрического заряда, в кристаллах возникают механические колебания с излучением ультразвуковых волн. Таким образом, один и тот же пьезоэлемент может быть попеременно то приёмником, то источником ультразвуковых волн. Эта часть в ультразвуковых аппаратах называется акустическим преобразователем, трансдюсером или датчиком.[1]

Ультразвуковые преобразователи (пьезоэлектрические и магнитострикционные) работают от источника питания электрической энергии. Эту задачу выполняют ультразвуковые генераторы, которые подразделяются на машинные и ламповые (полупроводниковые). К ультразвуковым генераторам предъявляются следующие основные требования: стабильность частоты, возможность плавного регулирования частоты и выходной мощности, надежность в работе, небольшие габариты.

Машинные генераторы, а точнее машинные преобразователи (умформеры), рассчитаны на работу с частотой до 20 килогерц и мощностью до 150 киловатт. Они просты по устройству и в обслуживании, экономичны, имеют большой коэффициент полезного действия (кпд), надежны в работе. Однако они не получили широкого распространения из-за низкой стабильности частоты и сложности ее регулирования, а также из-за трудности получения частоты более 20 килогерц без дополнительных устройств-множителей.

Ламповые генераторы имеют более широкое применение для возбуждения в преобразователях механических колебаний звуковой и ультразвуковой частоты. Особенностью таких преобразователей является то, что они позволяют изменять частоту в широких пределах, имеют больший по сравнению с машинными кпд и могут быть выполнены в широком диапазоне мощностей.

В Советском Союзе разработаны и широко используются ультразвуковые генераторы различных мощностей и размеров. Мощность, частота и размеры генератора выбираются в зависимости от его назначения. Например, в ультразвуковых установках, предназначенных для механической обработки твердых сплавов и очистки деталей, нужны генераторы большой мощности (до 10 киловатт), а для медицинских установок ультразвуковой физиотерапии - генераторы сравнительно небольшой мощности (10-20 ватт).

Для промышленных целей в основном широко применяются ультразвуковые генераторы серии УЗГ (УЗГ-2.5М, УЗГ-6М, УЗГ-10М, УЗГ-10У, УЗГ-2-10, УЗГ-10-22 и др.). Они используются в таких технологических процессах, как очистка и обезжиривание перед гальваническими и другими покрытиями, травление и удаление окалины после термообработки, снятие заусениц с деталей, сварка металлов и пластмасс, пропитка электроэлементов и отливок, механическая обработка сверхтвердых и хрупких материалов, дегазация алюминиевых расплавов, ускорение химических процессов, эмульгирование, распыление и т. д. В промышленности применяются также генераторы типов УМ 1-4, УМ2-10, УМ2-25, предназначенные для питания ультразвуковых технологических установок.

Научно-исследовательскими и проектно-технологическими организациями созданы новые ультразвуковые генераторы УЗГС-4, УМЗ-2, УЗГЗ-1,6, УЗГ5-1Д УЗГ-1-4, УЗГ-2-4, УЗГ-З-0,4 и др. Они выгодно отличаются от генераторов предшествующих выпусков, так как имеют выдвижные блоки, что обеспечивает свободный доступ к отдельным элементам. Кроме того, у таких генераторов предусмотрена плавная регулировка мощности от 50 до 100 процентов. В последние годы разработаны и изготовляются ультразвуковые малогабаритные настольные генераторы на полупроводниках мощностью 100-600 ватт. Такие генераторы имеют большую надежность в работе, практически неограниченный срок службы и могут использоваться в различных технологических процессах. Это, например, такие генераторы, как УЗГ4-0,1, УЗГ1-0,4, УЗП-0,1 и др.