發(fā)布時(shí)間：2021-07-14 00:36

　　在地震物理模擬技術(shù)中,超聲換能器常被當(dāng)作震源使用,其聲場(chǎng)特性影響著實(shí)驗(yàn)的操作與結(jié)果分析。地震實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量與換能器性能緊密相關(guān),其聲場(chǎng)特性影響著震源的選型與實(shí)驗(yàn)操作規(guī)劃;同時(shí),換能器與理想震源的聲場(chǎng)指向性差異及邊界條件等原因使得后期處理結(jié)果總是有一定的偏差。因此震源的聲場(chǎng)特性對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)至關(guān)重要,但現(xiàn)階段在地震實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域還缺乏有效的震源聲場(chǎng)研究設(shè)備;為了解決這一問(wèn)題,本課題提出了水中換能器聲場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的研制方案。主要針對(duì)地震實(shí)驗(yàn)環(huán)境下超聲震源的研究,首先分析了換能器聲場(chǎng)特性參數(shù)與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的方法,確立了系統(tǒng)框架與功能需求;然后按照框架先對(duì)系統(tǒng)的機(jī)械構(gòu)架、定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn);再確立了采集、觸發(fā)等多個(gè)硬件設(shè)備;最后,按照功能需求對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。在研制階段,對(duì)運(yùn)動(dòng)定位模塊做了精心設(shè)計(jì),尤其高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足了聲場(chǎng)的精密測(cè)量要求;控制軟件也實(shí)現(xiàn)了多線(xiàn)程交互控制,用戶(hù)界面簡(jiǎn)潔易懂,能靈活實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)流程采集任務(wù)。本文最后也對(duì)設(shè)備進(jìn)行了一系列功能驗(yàn)證和給出了換能器聲場(chǎng)測(cè)量的操作及數(shù)據(jù)處理方法,證明了該設(shè)備符合設(shè)計(jì)需求。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題目的和意義
    1.2 換能器聲場(chǎng)測(cè)量研究現(xiàn)狀
        1.2.1 聲場(chǎng)特征的理論計(jì)算
        1.2.2 聲場(chǎng)輻射特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)量法
        1.2.3 水中聲場(chǎng)特性的測(cè)量法
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線(xiàn)
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線(xiàn)
        1.3.3 論文章節(jié)安排
第2章 換能器聲場(chǎng)特性理論研究及測(cè)量原理
    2.1 圓形超聲探頭的聲場(chǎng)分布理論
        2.1.1 圓形平面探頭的聲場(chǎng)理論分析
        2.1.2 換能器聲場(chǎng)的結(jié)構(gòu)和指向性
    2.2 換能器聲場(chǎng)測(cè)量研究
        2.2.1 超聲探頭聲場(chǎng)特性參數(shù)
        2.2.2 水中聲場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)原理
    2.3 本章小結(jié)
第3章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)定位系統(tǒng)
    3.1 系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)分析
        3.1.1 運(yùn)動(dòng)軸分析
        3.1.2 機(jī)械布局
        3.1.3 傳動(dòng)系統(tǒng)
    3.2 滾珠絲杠特點(diǎn)及選擇
        3.2.1 滾珠絲杠特點(diǎn)
        3.2.2 滾珠絲杠選型
    3.3 擺臂w軸
    3.4 步進(jìn)電機(jī)及其選型
        3.4.1 步進(jìn)電機(jī)特點(diǎn)
        3.4.2 電機(jī)選型
        3.4.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器介紹
        3.4.4 Ezi -Servo系列馬達(dá)及驅(qū)動(dòng)
    3.5 運(yùn)動(dòng)控制器
        3.5.1 控制器結(jié)構(gòu)分類(lèi)
        3.5.2 DMC-2163 運(yùn)動(dòng)控制器
    3.6 本章小結(jié)
第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
    4.1 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架介紹
        4.1.1 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
        4.1.2 控制系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境
    4.2 ctrl端功能實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 通信實(shí)現(xiàn)
        4.2.2 運(yùn)動(dòng)控制連接
    4.3 ctrl端運(yùn)動(dòng)管理實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 運(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)
            4.3.1.1 控制器開(kāi)發(fā)環(huán)境
            4.3.1.2 單軸控制實(shí)現(xiàn)
        4.3.2 流程運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)
            4.3.2.1 定點(diǎn)流程實(shí)現(xiàn)
            4.3.2.2 連續(xù)流程(FlyOn)實(shí)現(xiàn)
        4.3.3 觸發(fā)信號(hào)標(biāo)志位
            4.3.3.1 定點(diǎn)觸發(fā)信號(hào)
            4.3.3.2 高速觸發(fā)標(biāo)志位
    4.4 用戶(hù)端實(shí)現(xiàn)
        4.4.1 VEE用戶(hù)界面實(shí)現(xiàn)
        4.4.2 VEE通信實(shí)現(xiàn)
    4.5 ctrl管理機(jī)制
        4.5.1 線(xiàn)程同步機(jī)制
        4.5.2 報(bào)錯(cuò)管理機(jī)制
    4.6 本章小結(jié)
第5章 水中換能器聲場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)分析
    5.1 水中超聲換能器聲場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)
    5.2 系統(tǒng)性能分析驗(yàn)證
        5.2.1 傳動(dòng)精度分析
        5.2.2 放大器性能分析
        5.2.3 數(shù)據(jù)采集測(cè)試
        5.2.4 流程運(yùn)動(dòng)采集測(cè)試
    5.3 水中探頭聲場(chǎng)特性的測(cè)量
        5.3.1 水中聲場(chǎng)測(cè)量路徑規(guī)劃
        5.3.2 水中探頭聲場(chǎng)特性的測(cè)量驗(yàn)證分析
        5.3.3 系統(tǒng)細(xì)節(jié)注意事項(xiàng)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
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