[发明专利]一种基于声辐射力的无形微振动台及应用

摘要

本发明公开了一种基于声辐射力的无形微振动台及应用。半球形换能器阵列位于置物台的正上方，半球形换能器阵列固定连接在PLC运动控制器上，高速摄像机固定于半球形换能器阵列顶端的通孔中并与高速图像采集卡相连，PLC运动控制器与基于PXI总线的上位机系统相连；信号发生和采集系统包括多通道线性功率放大器、多通道程控信号发生器和多通道数据采集卡，多通道线性功率放大器和多通道数据采集卡与半球形换能器阵列上的换能器相连，多通道程控信号发生器、高速图像采集卡和多通道数据采集卡均与基于PXI总线的上位机系统相连。本发明通过相控算法将振动参数转换为换能器阵列驱动信号，使得声场在目标物体处形成虚拟振动夹，对目标物体进行激振；具有较好的适应性、结构简单、易于操作等优势。

主权项

1.一种基于声辐射力的无形微振动台，其特征在于：包括高速摄像机(1)、PLC运动控制器(2)、半球形换能器阵列(3)、置物台(4)、高速图像采集卡(7)、信号发生和采集系统和基于PXI总线的上位机系统(8)；半球形换能器阵列(3)位于置物台(4)的正上方，半球形换能器阵列(3)固定连接在PLC运动控制器(2)上，高速摄像机(1)固定于半球形换能器阵列(3)顶端的通孔中，PLC运动控制器(2)通过RS232与基于PXI总线的上位机系统(8)相连；信号发生和采集系统包括多通道线性功率放大器(5)、多通道程控信号发生器(6)和多通道数据采集卡(19)，多通道线性功率放大器(5)和多通道数据采集卡(19)与半球形换能器阵列(3)上的换能器相连，多通道程控信号发生器(6)和多通道数据采集卡(19)通过PXI总线与基于PXI总线的上位机系统(8)相连；高速摄像机(1)经高速图像采集卡(7)和PXI总线后也与基于PXI总线的上位机系统(8)相连；所述的半球形换能器阵列(3)主要是由半球形换能器座(14)和安装在半球形换能器座上的多个圆形换能器(11)构成，多个圆形换能器(11)分为四组，每组圆形换能器(11)布置在半球形换能器座上表面的同一圆周并沿周向间隔均布，不同组圆形换能器(11)布置在不同圆周上，从下至上的各组圆形换能器(11)中的圆形换能器数量依次递减；控制各个圆形换能器(11)产生超声波，使其在置物台(4)内相互叠加合成为预期声场，预期声场中形成位于微小物体附近的虚拟振动夹，虚拟振动夹俘获目标物体；预设各个圆形换能器(11)的驱动信号频率、幅值和相位延时信息，使得虚拟振动夹位置以预设振动模式变化，物体在虚拟振动夹俘获作用下按预设振动模式振动。