压电陶瓷驱动金属橡胶纹波超高压精密流量阀的研究结题摘要

本项目采用压电陶瓷与金属橡胶两种材料来设计（超）高压精密流量阀，并开展其流量特性研究。首先完成了压电阀的设计，通过压电陶瓷驱动椭圆柔性铰链机构位移放大机构来驱动流量阀的主阀芯，以实现对阀芯与阀体开口间位移的精密控制，进而实现对阀口开口量的控制，达到对阀出口处流体流量及压力控制的目的，建立了压电陶瓷驱动电压与阀出口流量、压力的机-电-液混合模型，并完成了理论分析；然后，建立了压电陶瓷驱动的主阀芯机-电耦合模型，并对压电陶瓷驱动的主阀芯进行了有限元分析，同时，利用ANSYS的流场分析模块，开展了压电阀的流量输出特性的仿真研究，分析了压差及阀体结构等参数对压电阀流量输出特性及阀体内涡旋等的影响。设计了金属橡胶螺旋成形试验机以及金属橡胶静态特性试验装置，制作了用于压电阀出入口的金属橡胶过滤环，并对金属橡胶环进行了静态试验测试。开展了压电阀驱动控制电源的研究，采用模块化设计方法，完成了驱动电源硬件系统信号发生、信号滤波、信号放大等模块的设计、制作，并对整个驱动电源高压输出性能进行了测试；针对压电阀实验系统，设计开发了压电阀控制软件。以水为试验介质，并在水中添加纳米材料添加剂，搭建了压电阀水压实验系统，结合压电陶瓷驱动电源系统，实验系统软件、金属橡胶环等，分别开展了在0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa条件下的压电阀控制实验研究，不同驱动电压时，压电阀的流量输出特性；以及在压电阀出入水口安装不同孔隙度的金属橡胶环后，压电阀的流量输出特性。实验结果表明，压电阀的输出流量与压电陶瓷的驱动电压基本成线性，通过控制压电陶瓷的驱动电压，即可实现对压电阀输出流量的控制，这就使得压电阀具有数字比例控制特征，实现了压电阀的数字比例控制。另外，将压电阀输出流体质量测量结果反馈给压电控制系统，则可以实现对压电阀输出溶液质量的精密伺服控制。实验测试结果表明，该压电阀能实现20µl/s的流量控制精度，在压电阀出入水口安装金属橡胶环后，能在一定程度上消弱压电阀输出流体纹波特性，达到了预期的研究效果。 2100433B

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压电陶瓷驱动金属橡胶纹波超高压精密流量阀的研究造价信息

市场价
信息价
询价

金属橡胶油

规格型号：
价格行情：
材料单位：
kg
材料品牌：
宏时
材料税率：
13%
供应商：
深圳市宏时化工有限公司
报价时间：
2022-12-06

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金属橡胶油底漆

规格型号：
价格行情：
材料单位：
kg
材料品牌：
宏时
材料税率：
13%
供应商：
深圳市宏时化工有限公司
报价时间：
2022-12-06

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高压石橡胶棉板

规格型号：
1mm-5mm厚度(mm):2;品种:复合橡胶垫板;
价格行情：
材料单位：
kg
材料品牌：
华东氟塑
材料税率：
13%
供应商：
扬中市华东氟塑电器厂
报价时间：
2022-12-06

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橡胶密封垫

规格型号：
品种:橡胶垫;规格Φ(mm):5
价格行情：
材料单位：
kg
材料品牌：
京东
材料税率：
13%
供应商：
兰州恒辉物资有限责任公司
报价时间：
2022-12-06

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橡胶密封垫

规格型号：
品种:橡胶垫;规格Φ(mm):5
价格行情：
材料单位：
kg
材料品牌：
京东
材料税率：
13%
供应商：
兰州恒辉物资有限责任公司
报价时间：
2022-12-06

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橡胶棒

规格型号：
Ф35
价格行情：
材料单位：
kg
材料税率：
地区时间：
韶关市2010年4月信息价
所属行业：
建筑工程
备注说明：

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橡胶垫

规格型号：
厚2
价格行情：
材料单位：
m²
材料税率：
地区时间：
广东2021年全年信息价
所属行业：
水利工程
备注说明：

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橡胶垫

规格型号：
厚2
价格行情：
材料单位：
m²
材料税率：
地区时间：
广东2020年全年信息价
所属行业：
水利工程
备注说明：

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橡胶垫

规格型号：
价格行情：
材料单位：
kg
材料税率：
地区时间：
韶关市2012年7月信息价
所属行业：
建筑工程
备注说明：

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橡胶垫

规格型号：
价格行情：
材料单位：
kg
材料税率：
地区时间：
韶关市2012年5月信息价
所属行业：
建筑工程
备注说明：

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超高压弹性压榨机 TCYZ-40

规格型号：
超高压弹性压榨机 TCYZ-40
需求量：
2台
报价数：
3
材料品牌：
中高档
材料档次：
中高档
费用说明：
不含税费 | 含运费
询价时间：
2017-06-23

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超高压清洗机

规格型号：
额定电流:15A 电机功率:11KW,额定电压:380V 最大压力:32MPa,最大流量》30L/min
需求量：
1m²
报价数：
2
材料品牌：
中高档
材料档次：
中档
费用说明：
含税费 | 含运费
询价时间：
2021-07-27

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精密稳压电源

规格型号：
精密稳压电源
需求量：
2台
报价数：
2
材料品牌：
材料档次：
中高档
费用说明：
含税费 | 含运费
询价时间：
2020-11-20

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精密稳压电源

规格型号：
精密稳压电源
需求量：
1台
报价数：
1
材料品牌：
材料档次：
费用说明：
不含税费 | 不含运费
询价时间：
2011-08-02

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精密稳压电源

规格型号：
精密稳压电源
需求量：
1台
报价数：
3
材料品牌：
材料档次：
中档
费用说明：
不含税费 | 含运费
询价时间：
2021-02-01

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压电陶瓷驱动金属橡胶纹波超高压精密流量阀的研究项目摘要

提出了采用压电陶瓷与金属橡胶两种材料来设计（超）高压精密流量阀并开展其机理研究：利用压电陶瓷驱动流量阀的主阀芯，以实现对阀芯与阀体开口间位移的精密控制，进而实现对阀口开口量的控制，达到对阀出口处流体流量及压力控制的目的；利用金属橡胶材料的多孔性以及减压、隔振、降噪、过滤等特点，实现对阀出口处流体脉动的平纹波处理，确保阀出口处输出流量、压力的稳定性。结合伺服控制技术，将该阀与单片机控制系统组成闭环系统，可实现对阀的出口流量、压力的自适应调节，成为压力/流量伺服阀，以此开展（超）高压精密伺服阀机理、性能以及控制方法的研究。研究金属橡胶孔隙度与阀出口压力/流量关系，建立压电陶瓷与阀出口流量、压力的机-电-液混合模型。开展压电陶瓷驱动技术、（超）高压流量/压力阀、伺服阀的流量控制、减压机理、伺服实现等的研究，对促进我国（超）高压精密液压伺服元件、伺服控制及微流体控制技术的发展，具有重要意义。

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压电陶瓷驱动金属橡胶纹波超高压精密流量阀的研究常见问题

压电陶瓷特点有那些？

压电陶瓷片的特点是体积小而薄，耐振动、不易损坏、使用方便、灵敏度高、价格便宜。
压电陶瓷的原理是什么？

利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器。所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变（包括弯曲和伸缩形变）时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。压电材料 &nb...
压电陶瓷片的原理及特性？

压电陶瓷换能器的原理是：当对这种陶瓷片施加压力或拉力，它的两端会产生极性相反的电荷，通过回路而形成电流。这种效应称为压电效应。如果把用这种压电陶瓷做成的换能器放在水中，那么在声波的作用下，在其两端便会...

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压电陶瓷驱动金属橡胶纹波超高压精密流量阀的研究文献

压电陶瓷驱动精密流量阀的设计与建模

格式：pdf

大小：899KB

页数： 5页

设计了一种精密流量阀,采用压电陶瓷驱动流量阀阀芯并控制其位移.在流量阀的减压出口处安装了金属橡胶,以消除流体通过节流口后压力剧烈变化所产生的纹波现象.设计了流量阀的结构,通过分析流经阀芯节流口以及金属橡胶的流体流量特性,基于节流阀芯的力平衡方程,建立了压电陶瓷驱动精密流量阀的电压-流量理论模型.在流量阀出口安装微压力/流量传感器并与控制器组成闭环控制系统,使得该流量阀具有自适应精密减压阀的功能.将减压阀与流量阀串联组合,可以实现对流体的精密减压与流量控制.多个相同的串联组合阀并联后具有数字比例调节阀的功能,在一定范围内可以实现对出口压力、流量的连续调节与控制.将该精密流量阀作为先导控制阀并与流量阀组合,成为具有高频响特性的精密大流量伺服阀.

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超高压金属橡胶精密流量阀的理论建模

格式：pdf

大小：899KB

页数：未知

利用压电陶瓷材料的精密位移输出特性和金属橡胶材料的多孔、减压、节流特性设计出了一种超高压精密流量控制阀,来实现超高压、微小流量的精确控制,并得到了该阀的流量表达式。理论分析结果表明,该阀的流量不仅与阀进出口的压差有关,还与压电陶瓷和金属橡胶的参数有关。

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压电陶瓷微驱动器件极化模型与驱动方法的研究项目摘要

压电陶瓷微位移器件是精密定位及操作中的关键元件。针对压电陶瓷存在迟滞和非线性而难于精密控制的不足，从微观物理结构的角度以压电陶瓷的极化机理进行分析，结合电子、材料、统计数学等学科理论，建立精确的压电陶瓷极化物理模型、数学模型，研究基于电极化强度的能够减少迟滞和非线性的归一化控制模型、驱动和控制方法，改善压电陶瓷的性能。 2100433B

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压电陶瓷微驱动器件极化模型与驱动方法的研究基本信息

批准号 60274053 项目名称 压电陶瓷微驱动器件极化模型与驱动方法的研究 项目类别 面上项目 申请代码 F0304 项目负责人 孙立宁 负责人职称 教授 依托单位 哈尔滨工业大学 研究期限 2003-01-01 至 2005-12-31 支持经费 22（万元）

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【详解纹波噪声】低频纹波、高频纹波、环路纹波、共模噪声、谐振噪声！

低频纹波 低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关。由于开关电源体积的限制，电解电容的容量不可能无限制地增加，导致输出低频纹波的残留，该输出纹波频率随整流电路方式的不同而不同。 一般的开关电源由AC/DC和DC/DC两部分组成。AC/DC的基本结构为整流滤波电路，它输出的直流电压中含有交流低频纹波，其频率为输入交流电源频率的二倍，幅值与电源输出功率及滤波电容容量有关，一般控制在10%以内。该交流纹波经DC/DC变换器衰减后，在开关电源输出端表现为低频噪声，其大小由DC/DC变换器的变比和控制系统的增益决定。 低频纹波 例如：对普通24V电源来说，电压型控制DC/DC变换器的纹波抑制比一般为45～50dB，其输出端的低频交流纹波有效值为60～120mV。电流型控制DC/DC变换器的纹波抑制比稍有提高，但其输出端的低频交流纹波仍较大。若要实现开关电源的低纹波输出，则必须对低频电源纹波采取滤波措施。可采用前级预稳压和增大DC/DC变换器闭环增益来消除。 低频纹波的抑制 a、加大输出低频滤波的电感，电容参数，使低频纹波降低到所需的指标。 b、采用前馈控制方法，降低低频纹波分量。 高频纹波 高频纹波噪声来源于高频功率开关变换电路，在电路中，通过功率器件对输入直流电压进行高频开关变换而后整流滤波再实现稳压输出的，在其输出端含有与开关工作频率相同频率的高频纹波，其对外电路的影响大小主要和开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数有关，设计中尽量提高功率变换器的工作频率，可以减少对高频开关纹波的滤波要求。 高频纹波 高频纹波的抑制 a、提高开关电源工作频率，以提高高频纹波频率，有利于抑制输出高频纹波。 b、加大输出高频滤波器，可以抑制输出高频纹波。 c、采用多级滤波。 共模纹波噪声 由于功率器件与散热器底板和变压器原、副边之间存在寄生电容，导线存在寄生电感，因此当矩形波电压作用于功率器件时，开关电源的输出端因此会产生共模纹波噪声。减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并在输出侧加共模抑制电感及电容，可减小输出的共模纹波噪声。 共模纹波噪声 a.输出采用专门设计的EMI滤波器 b.降低开关毛刺幅度 超高频谐振噪声 超高频谐振噪声主要来源于高频整流二极管反向恢复时二极管结电容、功率器件开关时功率器件结电容与线路寄生电感的谐振，频率一般为1～10MHz，通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管和减少布线长度等措施可以减少超高频谐振噪声。 超高频谐振噪声 超高频谐振噪声的抑制 通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管和减少布线长度等措施可以减少超高频谐振噪声。 闭环调节控制引起的纹波噪声 开关电源都需对输出电压进行闭环控制，调节器参数设计的不适当也会引起纹波。当输出端波动时通过反馈网络进入调节器回路，可能导致调节器的自激振荡，引起附加纹波。此纹波电压一般没有固定的频率。 闭环调节控制引起的纹波噪声 闭环调节控制引起的纹波噪声的抑制 在开关直流电源中，往往因调节器参数选择不适当会引起输出纹波的增大，这部分纹波可通过以下方法进行抑制。 a、在调节器输出增加对地的补偿网络，调节器的补偿可抑制调节器自激引起的纹波增大。 b、合理选择闭环调节器的开环放大倍数和闭环调节器的参数，开环放大倍数过大有时会引起调节器的振荡或自激，使输出纹彼含量增加，过小的开环放大倍数使输出电压稳定性变差及纹波含量增加，所以调节器的开环放大倍数及闭环调节器的参数要合理选取，调试中要根据负载状况进行调节。 c、在反馈通道中不增加纯滞后滤波环节，使延时滞后降到最小，以增加闭环调节的快速性和及时性，对抑制输出电压纹波是有益的 本文转载自网络，如涉版权请联系我们删除