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电容换能器中的聚合物驻极体表面电位等温衰减解析式及其应用
1
作者 欧阳毅 徐福东 朱桐华 《电声技术》 北大核心 1992年第8期2-5,共4页
本文依据驻极体内场推动介质中原有载流子的越垒电流等于驻极体电荷衰减时率的负值的物理过程,导出了电容换能器中聚合物驻极体表面电位等温衰减的解析式。该式与实验结果一致。据此,重建了驻极体高温外推法,解释了迄今为止的诸多驻极... 本文依据驻极体内场推动介质中原有载流子的越垒电流等于驻极体电荷衰减时率的负值的物理过程,导出了电容换能器中聚合物驻极体表面电位等温衰减的解析式。该式与实验结果一致。据此,重建了驻极体高温外推法,解释了迄今为止的诸多驻极体稳定性实验现象。 展开更多
关键词 电容式换能器 聚合物驻极体 电位
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双稳态超声可视化引导技术助力神经外科精准医疗
2
作者 孙长河 姜森林 刘玉菲 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2016年第12期1199-1203,共5页
神经系统疾病逐渐成为危害人体健康的重要疾病之一。神经组织的高精度实时成像及可视化引导,将为神经系统疾病的早期诊断及术中的精准治疗提供重要的安全保障。本文简介了国内外超声成像技术与电容式超声换能器(c MUT)的研究进展,提出... 神经系统疾病逐渐成为危害人体健康的重要疾病之一。神经组织的高精度实时成像及可视化引导,将为神经系统疾病的早期诊断及术中的精准治疗提供重要的安全保障。本文简介了国内外超声成像技术与电容式超声换能器(c MUT)的研究进展,提出将实时超声成像c MUT阵列器件与神经微电极阵列单片集成的技术方案。采用双稳态超声共振模式,c MUT阵列器件可实现低频与高频共振间的模式切换,进而兼顾超声可视化检测深度和成像分辨率,实现对神经损伤、神经卡压及神经肿瘤等神经系统疾病修复与复位的可视化引导。 展开更多
关键词 超声成像 电容式超声换能器 神经微电极 精准医疗
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电容式超声换能器小信号等效电路建模与仿真
3
作者 王红亮 蔚丽俊 +1 位作者 刘涛 吕云飞 《电子测量技术》 北大核心 2021年第5期155-160,共6页
为了进一步分析优化电容式超声换能器(CMUT)的性能,建立了CMUT微元和CMUT阵元的等效电路模型,并进行了等效电路仿真。首先推导了CMUT微元小信号等效电路模型,然后在射频电路仿真软件ADS中建立CMUT微元的等效电路进行仿真,分析了施加不... 为了进一步分析优化电容式超声换能器(CMUT)的性能,建立了CMUT微元和CMUT阵元的等效电路模型,并进行了等效电路仿真。首先推导了CMUT微元小信号等效电路模型,然后在射频电路仿真软件ADS中建立CMUT微元的等效电路进行仿真,分析了施加不同幅值、周期的交流电压对CMUT微元发射特性的影响。分析发现,交流电压幅值越大、持续周期越长,CMUT微元的振动位移和输出声压越大,发射性能越好。此外,结合互辐射阻抗,推导了CMUT阵元等效电路模型,通过ADS仿真分析了不同微元大小、间距、数目CMUT阵元的频率特性。结果表明,微元大小、间距、数目均会对CMUT阵元的频率产生影响,以上分析结果为CMUT的设计和测试提供了理论参考。 展开更多
关键词 电容式超声换能器 小信号等效电路 阵元等效电路 辐射阻抗 发射特性分析 频率响应分析
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空气耦合式电容微超声换能器的设计与分析 被引量：13
4
作者 张慧 赵晓楠 +1 位作者 张雯 曾周末 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2218-2225,共8页
传统的电容式微超声换能器(CMUT)采用密闭腔体,振膜两侧存在压力差不易起振,需要施加较大的偏置电压;同时狭小腔体对振膜振动产生阻碍,降低了机电耦合效率。针对这一问题,设计了带孔的振膜结构,消除了腔体密闭带来的不利影响;研究了振... 传统的电容式微超声换能器(CMUT)采用密闭腔体,振膜两侧存在压力差不易起振,需要施加较大的偏置电压;同时狭小腔体对振膜振动产生阻碍,降低了机电耦合效率。针对这一问题,设计了带孔的振膜结构,消除了腔体密闭带来的不利影响;研究了振膜腐蚀孔的大小、位置对CMUT频率特性的影响;设计了基于表面硅牺牲层工艺的工艺流程,加工了64阵元CMUT阵列;对CMUT阵列中单个阵元进行了阻抗校准,测试了振膜的谐振特性,并进行了阵列中的阵元一致性扫查。实验结果表明:非密闭腔体带孔方膜CMUT满足设计需求,且各阵元之间一致性良好。 展开更多
关键词 电容式微超声换能器 空气耦合式 带孔振膜 频率分析
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电容式Lamb波器件的信号接收方法 被引量：2
5
作者 胡友旺 贾宏光 +3 位作者 李锋 张平 王淑荣 吴一辉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期76-83,共8页
提出了激励和接收均使用电容式叉指换能器(Capacitive Interdigital Transducers,CIDT)的集成化的电容式Lamb波器件。利用电容式叉指换能器直接激励和接收Lamb波非对称模式的方式,解决了机电耦合效率的问题。在分析各种电容检测电路的... 提出了激励和接收均使用电容式叉指换能器(Capacitive Interdigital Transducers,CIDT)的集成化的电容式Lamb波器件。利用电容式叉指换能器直接激励和接收Lamb波非对称模式的方式,解决了机电耦合效率的问题。在分析各种电容检测电路的基础上,针对Lamb波电容式检测的特殊性,选择了直流电路法来进行接收电容变化规律的测量。为说明直流电路法的适用性,设计了波动检测验证实验。实验结果表明:用直流电路法测量得到的声波信号与其理论计算值之间误差仅为2.4%,证明了直流电路法的适用性,解决了目前Lamb波器件的功能材料层的制作工艺均与传统集成电路工艺不兼容的问题。 展开更多
关键词 电容式Lamb波器件 电容式叉指换能器 集成电路工艺兼容 电容式接收 直流电路法
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新型电容式传感器的设计与优化
6
作者 史兆强 李明 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第2期105-108,113,共5页
首先,基于微电容式超声波换能器(CMUT)建模理论,依据CMUT的电学特性和机械特性,构建了等效电路模型和平行板电容模型;然后,给出了CMUT薄膜的振动位移、固有频率、塌陷电压以及转换系数等关键的特性参量表达式,完善了CMUT理论体系,确定... 首先,基于微电容式超声波换能器(CMUT)建模理论,依据CMUT的电学特性和机械特性,构建了等效电路模型和平行板电容模型;然后,给出了CMUT薄膜的振动位移、固有频率、塌陷电压以及转换系数等关键的特性参量表达式,完善了CMUT理论体系,确定了结构尺寸;最后,针对CMUT设计主要用到的Ansys有限元仿真分析方法存在的操作复杂、运算时间长等问题,提出了一种利用Simulink状态模型对CMUT特性的动态仿真分析的方法。通过对CMUT发射/接收动态系统模型的建立,实现了其性能的仿真与分析,为后续实际应用提供了重要的理论指导,同时该动态系统模型为CMUT设计提供了一种简单、高效的方法,提高了CMUT结构设计与分析的效率。 展开更多
关键词 微电容式超声波换能器 SIMULINK模型 动态系统
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电容式微超声换能器等效电路模型与阵元优化 被引量：2
7
作者 张慧 石建超 +2 位作者 张雯 曾周末 綦磊 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期1209-1215,共7页
针对电容式微超声换能器(CMUT)建立了非线性等效电路模型.以声源表面运动方程为理论基础,将CMUT的声学、力学参数等效成电学元器件,分别建立CMUT单振膜与多振膜阵元的等效电路模型,分析多振膜阵元中振膜间的声场干扰,计算了振膜的辐射阻... 针对电容式微超声换能器(CMUT)建立了非线性等效电路模型.以声源表面运动方程为理论基础,将CMUT的声学、力学参数等效成电学元器件,分别建立CMUT单振膜与多振膜阵元的等效电路模型,分析多振膜阵元中振膜间的声场干扰,计算了振膜的辐射阻抗;并且在模型中构造了辐射阻抗等效RLC电路.利用SPICE软件对CMUT的等效电路模型进行仿真分析,得出了CMUT振膜的振动位移幅值频域响应;通过多普勒测振系统测量多膜CMUT阵元中不同位置振膜的频率响应,验证了所建立模型的正确性.利用该非线性等效电路模型,对2×2、3×3与4×4这3种方形排布的CMUT阵元进行优化设计,得到了3种规模阵元振膜的最佳间距分别为230,?m、160,?m与130,?m. 展开更多
关键词 微机电系统 电容式微超声换能器 非线性等效电路模型 辐射阻抗
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