基于超声驻波的径向悬浮移动系统研究

摘要

常用的声悬浮系统是采用一维单轴式超声悬浮装置,利用驻波特性仅能使少量小颗粒悬浮在声压节点处。为改善实验效果,该文在传统悬浮装置的基础上作了改进,设计了一种径向悬浮移动系统,采用相控阵探头板作为发射端和反射端,结合高频时钟驱动的现场可编程门阵列(FPGA)作延时控制,改变发射波束与反射波束间的相位差,使小颗粒可呈阵列式悬浮移动。系统中所设计的驱动电路是采用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS)结合变压器的电压驱动方式,无需考虑输入端信号的电流大小及MOS管无需接高上拉电压。通过对系统的硬件测试及仿真,结果表明,该文方法比传统方法能稳定悬浮多个小颗粒,且能使悬浮小颗粒平滑移动,具有较好悬浮稳定性和可靠性。