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超声换能器
超声换能器是医疗超声诊断、水声和无损检测设备的关键部件，其性能直接影响设备的整体性能。换能器的带宽和灵敏度是其重要指标，带宽大，有助于提高纵向分辨率；灵敏度高，有助于提高信噪比。用复合材料制作的超声换能器具有声阻抗低、灵敏度高、带宽宽以及相对柔软的优点，被广泛应用于上述设备中。尤其是复合材料可以弯曲成各种形状，可以做成无声透镜的聚焦换能器。本成果研制的换能器频率范围从150kHz到15MHz，带宽大于70%。此类换能器在B超探头、声纳、声引信、超声骨
南京大学
2021-04-14
超声电机
超声电机是一种新型的微电机，超声电机不同于传统的电磁电机：它没有磁场，不依靠电磁相互作用来转换能量，而是利用压电陶瓷逆效应和超声振动，将材料的微观变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子（旋转型）或滑块（直线型）的宏观运动。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
超声电机是一种新型的微电机，超声电机不同于传统的电磁电机：它没有磁场，不依靠电磁相互作用来转换能量，而是利用压电陶瓷逆效应和超声振动，将材料的微观变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子（旋转型）或滑块（直线型）的宏观运动。
本项目已获得2013年度国家技术发明奖二等奖，获授权国家专利31项，研制了15种直线电机及4种精密定位平台，实现了大行程（20-100毫米）、高位移分辨率（<50纳米）、高定位精度(0.36微米)、高加速度（5－10g），已达到国际同类产品的先进水平，部分指标超过国际同类产品的先进水平。
本团队的超声电机在月面上一直运行稳定，使我国成为了继美国之后的第二个将超声电机应用到外星球的国家，同时也是第一个将超声电机应用到月球上的国家。团队起草的“超声电机技术国家标准”已与2019年实施。
创新点及主要技术指标
1.结构简单、紧凑、转矩/重量比大（5-10倍）；
2.低速大转矩，可实现直接驱动（不需齿轮箱）；
3.响应快（毫秒级），控制性能好；
4.断电自锁（能获得较大的自锁力矩）；
5.不产生磁场，亦不受外界磁场干扰；
6.低噪声运行﹝＜45dB）；
7.可以在真空环境下工作（真空度可达10-6 Pa）；
8.形状可以多样化：圆形、方形、空心等等
9.应用温度区间扩大到-55°C至120°C
10.重量仅45g，是同类型电磁电机重量的十分之一。
三、知识产权及获奖
获国家技术发明二等奖等3项国家奖。
四、成果图片
图1 15种拥有自主知识产权的系列直线压电电机
图2 应用于嫦娥五号的超声电机
图3 旋转型超声电机实际应用
南京航空航天大学
2022-08-12
超声雾化
底座尺寸400*300*70mm,模具一体成型，两端呈弧形，上翘47度，两面四角注塑有1.5mm脚垫，长度25*25mm，仪器整体高度240mm，上面装有1只圆形的雾槽直径为220mm，高度为65mm，厚度4mm，雾槽由1个支架为120*120*78mm的托起，雾槽中心位置装有一个直径100mm，高度80mm，厚度3.5mm的水槽，水槽内部装1只超声波雾化装置，使用电源DC24V，2A，电源总开关型号KCD1-105 耐压400V，探究超声波是怎么把水变成雾气。
石家庄市艾迪科教设备有限公司
2021-08-23
超声协同养晶的果汁冷冻浓缩方法与设备
该专利针对果汁热浓缩营养风味损害大、冷冻浓缩效率低及冰晶夹带大等缺陷，利用超声波的机械效应和空化效应强化结晶过程，同时加速奥斯瓦特效应，探明了超声波能量密度与强化晶体生长的关系，研制了相应的实施设备，在养晶罐过程中施加适度超声处理，大幅度加速了起晶及冰晶生长速率并消除了伪晶生长，浓缩效能提升30%以上，解决了传统冷冻浓缩效率低及冰晶夹带严重的问题。目前该专利技术以及专利池技术成功实现果汁的全程冷绿色加工，已经在30多个国家200多家企业推广应用，近三年实现新增销售额11.85亿元，新增利税2.1亿元，获得联合国粮农组织以及国际农业工程委员会的高度关注。获得了中国专利优秀奖。
华南理工大学
2021-04-10
一种基于激光超声的板材厚度在线检测及调整系统
一种基于激光超声的板材厚度在线检测及调整系统，包括板材辊压机构与板材厚度在线检测机构，板材辊压机构包括上辊轮、下辊轮、上下辊轮间距调整机构、以及PLC控制系统，板材厚度在线检测机构包括光路系统集成、高温检测计、数据采集系统集成、以及数据处理系统集成，数据处理系统集成将峰值混叠、背景噪声复杂的双极性信号转换成峰值清晰、背景噪声小的单极性信号，从而准确获得纵波、横波前两次到达板材上表面O点处的时间进而计算板材厚度值，将测得的板材厚度值与PLC控制系统内的板材预设厚度值进行比较，通过PLC控制系统对伺服电机发送正转/反转运动指令，从而调节上辊轮相对下辊轮的间距以使板材厚度值与板材预设厚度值一致。
浙江大学
2021-04-11
一种基于激光超声的板材厚度在线检测及调整系统
一种基于激光超声的板材厚度在线检测及调整系统，包括板材辊压机构与板材厚度在线检测机构，板材辊压机构包括上辊轮、下辊轮、上下辊轮间距调整机构、以及PLC控制系统，板材厚度在线检测机构包括光路系统集成、高温检测计、数据采集系统集成、以及数据处理系统集成，数据处理系统集成将峰值混叠、背景噪声复杂的双极性信号转换成峰值清晰、背景噪声小的单极性信号，从而准确获得纵波、横波前两次到达板材上表面O点处的时间进而计算板材厚度值，将测得的板材厚度值与PLC控制系统内的板材预设厚度值进行比较，通过PLC控制系统对伺服电机发送正转/反转运动指令，从而调节上辊轮相对下辊轮的间距以使板材厚度值与板材预设厚度值一致。
浙江大学
2021-04-13
一种用超声波检测混凝土结构斜裂缝的方法
本发明公开了一种用超声波检测混凝土结构斜裂缝的方法，首先利用超声波检测仪 对混凝土结构的完好区域进行不跨缝的声时测量，并计算出超声波的声速值 v、发射探 头和接收探头内边缘间距与超声波实际传播距离之间的差值 a；再跨缝测量。通过逐步 移动接收探头的方式确定最小声时值 t，并记录下此时发射探头与接收探头的内边缘间 距 l，根据公式 l’＝l+|a|计算出此时的超声波的实际传播距离 l’；利用公式 hc=ν 2t2-l′2/2νtt 计算出裂缝的深度 hc。本发明的方法操作简便，并且误差较小。
同济大学
2021-04-13
一种自感知工作点的电磁超声检测方法及装置
本发明公开了一种自感知工作点的电磁超声检测方法及装置， 该方法包括步骤:S1、将线圈放于构件上方，将永久磁铁放置于线圈 上方，在构件中激励超声导波信号;S2、调节永久磁铁与被检构件间 的提离，在不同提离下采集超声导波信号并转换为检测信号，确定其 首个非电磁脉冲信号峰峰值;同时采集不同提离下表征磁场强度的电 压;S3、确定上述峰峰值的最大值，将其对应的提离作为基准工作提 离，寻找邻近提离作为工作提离;S4、在基准工作提离与工作提离中 确定最小提离和最大提离对应的电压，生成最佳工作电压区间，根据 该区间
华中科技大学
2021-04-14
超声波物位计关键技术研究
在工业生产过程中，物位一直是一个非常重要的控制参数。物位检测的准确性直接影响到产品质量的可靠性。就目前的物位检测仪表而言，其技术已经相对比较成熟，使用的类别也呈现出多样化，如浮球式、压力式、电容式等物位仪表，在早期的工业生产现场经常被用于检测料位和液位。由于超声波测量可以实现非接触式的测量，不会被测量介质的特性而影响测量结果，因此多用于复杂危险的测量环境。而与其他非接触式仪表如雷达物位计等相比，具有安装方便、易维护、成本低的优点。其强大的穿透力既不会损坏其他设备，也不会对人们日常工作有影响，是非接触测量中较为理想的测量方式。
超声波物位计的工作原理是由发射头发出超声波脉冲遇到被测介质表面被反射回来，部分反射回波被同一发射头接收，转换成电信号。超声波脉冲以声波速度传播，从发射到接收到超声波脉冲所需时间间隔与发射头到被测介质表面的距离成正比。
本项目基于以上研究背景，力求在结构简单、节约功耗的前提下，设计功能完善，能实现具有高精度的，并且高稳定性的超声波物位计。本项目基于超声波的基本理论，从硬件上、软件上进行研究和设计，对超声波物位测量系统进行了理论研究和实现，最终完成产品设计。
具体要求归纳如下：
(1)在成本上满足低成本，增强产品的性价比，提高市场竞争力，能有效地在工业工厂中进行推广。
(2)在功耗上需要满足低功耗，满足节能减排的可持续发展战略方针，同时也可以减少在仪表的安装过程中的步骤并节省安装费用。
(3)在量程上需要满足大量程和可变量程，大量程可以实现产品应用的有效性，可变量程可以分级提高测量精度，实现产品的应用性和适应性。
(4)在功能上实现LCD实时显示与HART通信远程参数修改。
上海电力大学
2021-04-29
金属表面超声强化技术及装备
超声波表面光整加工机理是通过高频振动的硬质滚轮作用于待加工金属工件表面，使工件表层金属产生塑性变形，在塑性变形的过程中，产生了冷作硬化，达到了改善表面质量的目的。这种表面质量的改善是综合的，既有硬度的提高，又有表面粗糙度降低，同时也弥合了一些微观裂纹，提高了工件的疲劳强度。 与传统的砂纸抛光、压光、磨削相比，超声波表面加工具有很多优点。 1.作用力大幅度降低在静压力等于传统压光静压力四分之一的情况下，其显微硬度相。 2.加工区温度大幅度降低由于改变了加工方式，滚轮与工件的接触为断续捶击，大大减小了相互间的摩擦，温度也相应的降低，杜绝了因温度过高造成的表面缺陷。 3.大幅度降低表面粗糙度Ra值表面粗糙度可以提高三级以上，最高可达Ra0.02以下。 4.不产生切屑。 5.提高已加工表面的耐磨性、耐腐蚀性以及抗疲劳强度由于超声波表面光整加工是压缩型塑性变形，工件表面产生一定的残余压应力，同时表面硬度提高50%以上，疲劳强度可提高近几倍。 6.节约设备成本超声波表面光整加工可直接代替砂光和磨削，在普通车床上即可进行光整加工，因此大大节约购置设备的费用，尤其对大型和超大型工件，效果更为明显。 7.生产效率高例如在普通车床上加工外圆表面，工件线速度70m/s，走刀量为0.05-0.15mm/r，其效率相当于精车。 本系统由超声波系统、工具头和其他一些附件构成。工具头可以安装到普通机床（如车床）上对工件进行加工而不需对设备作任何改变，对于一些特殊的加工项目也可以开发相应的工艺装备以便于加工。 应用范围： 超声波表面光整加工设备可用于加工内外圆表面、平面，如各种液压缸内外孔、活塞杆、冶金轧辊等的加工，可以直接替代珩磨和磨削；借助数控设备或专用工装可以加工各种异型面如汽轮机叶片、航空发动机叶片、飞机蒙皮等；可加工的材料包括碳钢、工具钢、合金钢、不锈钢、铸铁、铸钢、铜及铜合金、铝及铝合金、铝镁合金等材料，所加工材料的硬度最高可达HRC60。对加工的零件来说，越是大型零件越具有优越性，可应用于工程机械、压力机、石油机械、煤矿机械、汽车、轧钢等行业。
北京交通大学
2021-04-13