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高壓功率放大器用于超聲波氣體檢測(cè)應(yīng)用

更新時(shí)間: 2021-07-05

高壓功率放大器(又名:功率放大器、電壓放大器等,廠家:芯明天)是內(nèi)部具有電壓與功率放大電路、可將微弱的外部模擬信號(hào)(如信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的模擬信號(hào))進(jìn)行放大、輸出的放大器。高壓功率放大器的增益可高達(dá)180倍,并且它的輸出電壓值V、輸出頻率值f等皆可進(jìn)行調(diào)節(jié)。  

在介紹高壓功率放大器如何在超聲氣體檢測(cè)中應(yīng)用前,我們先來(lái)了解下超聲氣體檢測(cè)技術(shù)及其組成原理。

與傳統(tǒng)的超聲氣體檢測(cè)方法相比,新興技術(shù)增加了一對(duì)超聲傳感器,這對(duì)傳感器置于沒(méi)有混合的背景氣體中,傳感器間距與另一對(duì)超聲傳感器*相同。這樣同步發(fā)射的超聲波就分別經(jīng)兩條等距路徑達(dá)到接收端,一條路徑經(jīng)過(guò)待測(cè)濃度的混合氣體,另一條路徑經(jīng)過(guò)作為參照的純凈背景氣體,如下圖所示。在接收端測(cè)量?jī)陕方邮招盘?hào)的相位差和聲音傳播時(shí)間,相位差與時(shí)間信息經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理后便可獲得混合氣體的濃度值。

 

圖、采集腔示意圖

超聲波氣體檢測(cè)組成與原理

超聲檢測(cè)分為兩大部分:超聲傳感器部分、超聲驅(qū)動(dòng)電路部分(高壓功率放大器)。

超聲傳感器部分主要由兩個(gè)超聲氣體腔組成:一個(gè)是參考腔,一個(gè)是采樣腔。

參考腔密閉,盛有空氣。內(nèi)部安裝一對(duì)發(fā)射/接收超聲壓電傳感器,這一對(duì)壓電傳感器間隔一定距離。采樣腔與參考腔內(nèi)部空間大小相同,但它表面開(kāi)孔或者通過(guò)微型泵抽氣與外界環(huán)境連通,時(shí)刻保持與周?chē)h(huán)境一致,它內(nèi)部同樣也安裝了一對(duì)超聲壓電傳感器,兩個(gè)壓電傳感器之間的距離嚴(yán)格相等。發(fā)射超聲傳感器將電能轉(zhuǎn)換為聲能,接收傳感器再將聲能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。參考腔由于密閉,內(nèi)部氣體不會(huì)被外界污染。采樣腔則從周?chē)h(huán)境中對(duì)混合氣體進(jìn)行采樣。由于傳感器間傳播介質(zhì)的不同會(huì)引起超聲波傳播速度的不同,因此比較在兩個(gè)腔中超聲波傳播時(shí)間的差異,就可以獲取周?chē)h(huán)境中氣體成分變化的信息。

電路部分主要包括超聲波功率發(fā)射電路、超聲波接收電路、信號(hào)處理外圍電路等等。

其中超聲波功率發(fā)射電路是位于高壓功率放大器中,由高壓功率放大器來(lái)輸出發(fā)射超聲波所需的功率。

針對(duì)超聲氣體檢測(cè)應(yīng)用,芯明天提供多種高壓功率放大器,電壓由0至1800V不等,帶寬可達(dá)兆赫茲,典型參數(shù)如下表所示。

電壓

電流

帶寬(-3dB)

200Vp-p

500mA

1MHz

300Vp-p

100mA

1MHz

400Vp-p

100mA

1MHz

500Vp-p

100mA

1MHz

芯明天高壓功率放大器的特點(diǎn)是超低紋波、高穩(wěn)定性、高帶寬、高分辨率,在超聲波氣體檢測(cè)中可以為產(chǎn)生超聲振動(dòng)的壓電陶瓷換能器提供穩(wěn)定、高頻、高壓、高精準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)電信號(hào),實(shí)現(xiàn)壓電陶瓷穩(wěn)定的發(fā)射超聲波振動(dòng)。

芯明天公司已專(zhuān)業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售高壓功率放大器近20年,所生產(chǎn)的高壓功率放大器的型號(hào)達(dá)上百種,可選的參數(shù)范圍也非常寬泛,靈活定制。

以下為芯明天高壓功率放大器的舉例。

E00/E01高壓功率放大器

芯明天E00/E01機(jī)箱式高壓功率放大器可輸出高達(dá)1800V的高壓,可選標(biāo)準(zhǔn)帶寬達(dá)150kHz,定制款可達(dá)1MHz,增益達(dá)180倍。

400W高壓功率放大器

芯明天E81機(jī)箱式高壓功率放大器的輸出功率高達(dá)400W,輸出電壓可達(dá)150V,輸出帶寬可達(dá)10kHz。

通道高壓功率放大器

芯明天百通道高壓功率放大器,通道數(shù)可達(dá)256個(gè)輸出通道,甚至更多。可通過(guò)網(wǎng)口進(jìn)行控制放大器的輸出電壓值,帶寬可達(dá)1kHz。

800V高壓功率放大器

芯明天E80高壓功率放大器具有4個(gè)輸出通道,可將0~10V電壓進(jìn)行80倍放大輸出(即800V輸出),帶寬可達(dá)1kHz,可通過(guò)模擬或數(shù)字信號(hào)控制。

工業(yè)型高壓功率放大器

芯明天E53系列小體積型高壓功率放大器具有1個(gè)輸出通道,可將0~10V的模擬輸入信號(hào)放大至0~120V或150V并輸出,帶寬達(dá)10kHz,可選擇外部模擬信號(hào)控制或上位機(jī)軟件控制。

哈爾濱芯明天科技有限公司是專(zhuān)注于壓電納米運(yùn)動(dòng)與控制系統(tǒng)的研發(fā)、加工、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高新技術(shù)企業(yè),提供基于壓電陶瓷微位移技術(shù)的微米級(jí)行程、納米級(jí)定位精度的直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品,毫弧度級(jí)偏轉(zhuǎn)角度、納弧度級(jí)偏轉(zhuǎn)精度的角度運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品與配套壓電控制器、高壓功率放大器產(chǎn)品以及相關(guān)解決方案,是中國(guó)壓電納米定位行業(yè)開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新、開(kāi)拓的先鋒。

 聚焦納米科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展,芯明天以擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的精密定位技術(shù)為基礎(chǔ),廣泛汲取先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、開(kāi)拓創(chuàng)新,不斷突破行業(yè)技術(shù)壁壘,為國(guó)內(nèi)外客戶(hù)提供個(gè)性化解決方案,協(xié)助客戶(hù)攻克技術(shù)難題,實(shí)現(xiàn)企業(yè)價(jià)值與客戶(hù)價(jià)值的共同提升。

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