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申请/专利权人：杭州电子科技大学

摘要：本发明公开了谐振频率可调压电换能器及其频率调节控制系统，换能器包括压电片，后声盖与前声盖同轴线且留有间距并设有绝缘套管，螺栓轴向穿过后声盖、套管后与前声盖连接；后声盖与前声盖之间依次层叠第一驱动压电片负极电极片、第一负向极化的驱动压电片、第一驱动压电片正极电极片、第一正向极化的驱动压电片、第二驱动压电片负极电极片、第二负向极化的驱动压电片、第二驱动压电片正极电极片、第二正向极化的驱动压电片、第一调节压电片连接电极片、第一调节压电片、第二调节压电片连接电极片、第二调节压电片；压电片都外套于套管。本发明使压电换能器的谐振频率保持在设定谐振频率，提高工作效率，保证在大负载工况下长时间稳定工作。

主权项：1.一种基于谐振频率可调压电换能器的频率调节控制系统，所述的谐振频率可调压电换能器包括螺栓、后声盖、绝缘套管、驱动压电片负极电极片、驱动压电片正极电极片、调节压电片连接电极片、负向极化的驱动压电片、正向极化的驱动压电片、调节压电片及前声盖，后声盖与前声盖同轴线且留有间距布设，螺栓轴向穿过后声盖后与前声盖连接；后声盖与前声盖之间的间距还设有绝缘套管，螺栓穿过绝缘套管；后声盖与前声盖之间的间距依次层叠第一驱动压电片负极电极片、第一负向极化的驱动压电片、第一驱动压电片正极电极片、第一正向极化的驱动压电片、第二驱动压电片负极电极片、第二负向极化的驱动压电片、第二驱动压电片正极电极片、第二正向极化的驱动压电片、第一调节压电片连接电极片、第一调节压电片、第二调节压电片连接电极片、第二调节压电片；第一驱动压电片负极电极片、第一负向极化的驱动压电片、第一驱动压电片正极电极片、第一正向极化的驱动压电片、第二驱动压电片负极电极片、第二负向极化的驱动压电片、第二驱动压电片正极电极片、第二正向极化的驱动压电片、第一调节压电片连接电极片、第一调节压电片、第二调节压电片连接电极片及第二调节压电片都外套于绝缘套管；其特征是，所述的频率调节控制系统包括如下模块：阻抗检测模块，与换能器连接，用于实时测量电压值和电流值，通过矢量法计算出换能器实时谐振频率fm、阻抗模量和阻抗相位角；电负载计算模块，用于接收阻抗检测模块实时检测换能器的阻抗模量和阻抗相位角，通过电负载调节程序，计算出调节电路中电感值和电容值，并将信息传递到电负载调节模块；电负载调节模块，与换能器连接，用于实时调节电感值和电容值；GUI触摸显示屏，与电负载计算模块相连，用于设置换能器的谐振频率，并显示换能器的性能参数；谐振频率可调压电换能器接通超声波电源工作后，阻抗检测模块实时测量换能器的阻抗模量和阻抗相位角，并将阻抗信息传递到电负载计算模块中；电负载计算模块中的程序以品质因数最大设置为目标函数，以谐振频率不变、等效阻抗小于15Ω为约束条件的电负载参数优化模型，利用SQP优化算法实现谐振频率可调压电换能器根据负载和温度变化进行自适应调节。

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