[发明专利]基于超声波阵列的声悬浮系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于超声波阵列的声悬浮系统及其控制方法，其包括上位机、控制器、FPGA模块、驱动电路和单面超声传感器阵列。通过计算超声阵列的相位，在单面超声传感器阵列上方产生特定的声场将物体悬浮起来，与传统超声驻波悬浮相比，克服了目前超声驻波悬浮的缺点，无需反射元件，不仅大大简化了声悬浮的硬件设备，还使得悬浮物体不需要被声学元件包围，悬浮物体可以在开放空间下进行，在可操控性方面也得到了极大的改善，阵列式悬浮形成的声场可以轻易的完成特定轨迹的移动，从而摆脱了驻波节点的束缚，扩展了声悬浮技术的应用场景，另外整体结构简单，易于实现，利于广泛推广使用，特别适用于非接触式材料加工与运输、生物实验等。

主权项

1.一种基于超声波阵列的声悬浮系统，其特征在于，其包括上位机，用于根据预设的悬浮目标的大小和位置，计算出单面超声传感器阵列所需的相位信息，并将相位信息发给控制器；控制器，用于接收相位信息，并将该相位信息分发给各个FPGA模块；FPGA模块，用于根据收到的相位信息，从各个引脚发出相位不同的方波信号；驱动电路，用于将FPGA模块引脚发出的方波信号进行功率放大，并输出到单面超声传感器阵列；单面超声传感器阵列，用于发出相位不同的超声波，在单面超声传感器阵列上方形成特定的声场，悬浮目标在悬浮点受到的声辐射力最小，实现悬浮在特定的位置。