本項目采用壓電陶瓷與金屬橡膠兩種材料來設計（超）高壓精密流量閥，并開展其流量特性研究。首先完成了壓電閥的設計，通過壓電陶瓷驅(qū)動橢圓柔性鉸鏈機構(gòu)位移放大機構(gòu)來驅(qū)動流量閥的主閥芯，以實現(xiàn)對閥芯與閥體開口間位移的精密控制，進而實現(xiàn)對閥口開口量的控制，達到對閥出口處流體流量及壓力控制的目的，建立了壓電陶瓷驅(qū)動電壓與閥出口流量、壓力的機-電-液混合模型，并完成了理論分析；然后，建立了壓電陶瓷驅(qū)動的主閥芯機-電耦合模型，并對壓電陶瓷驅(qū)動的主閥芯進行了有限元分析，同時，利用ANSYS的流場分析模塊，開展了壓電閥的流量輸出特性的仿真研究，分析了壓差及閥體結(jié)構(gòu)等參數(shù)對壓電閥流量輸出特性及閥體內(nèi)渦旋等的影響。設計了金屬橡膠螺旋成形試驗機以及金屬橡膠靜態(tài)特性試驗裝置，制作了用于壓電閥出入口的金屬橡膠過濾環(huán)，并對金屬橡膠環(huán)進行了靜態(tài)試驗測試。開展了壓電閥驅(qū)動控制電源的研究，采用模塊化設計方法，完成了驅(qū)動電源硬件系統(tǒng)信號發(fā)生、信號濾波、信號放大等模塊的設計、制作，并對整個驅(qū)動電源高壓輸出性能進行了測試；針對壓電閥實驗系統(tǒng)，設計開發(fā)了壓電閥控制軟件。以水為試驗介質(zhì)，并在水中添加納米材料添加劑，搭建了壓電閥水壓實驗系統(tǒng)，結(jié)合壓電陶瓷驅(qū)動電源系統(tǒng)，實驗系統(tǒng)軟件、金屬橡膠環(huán)等，分別開展了在0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa條件下的壓電閥控制實驗研究，不同驅(qū)動電壓時，壓電閥的流量輸出特性；以及在壓電閥出入水口安裝不同孔隙度的金屬橡膠環(huán)后，壓電閥的流量輸出特性。實驗結(jié)果表明，壓電閥的輸出流量與壓電陶瓷的驅(qū)動電壓基本成線性，通過控制壓電陶瓷的驅(qū)動電壓，即可實現(xiàn)對壓電閥輸出流量的控制，這就使得壓電閥具有數(shù)字比例控制特征，實現(xiàn)了壓電閥的數(shù)字比例控制。另外，將壓電閥輸出流體質(zhì)量測量結(jié)果反饋給壓電控制系統(tǒng)，則可以實現(xiàn)對壓電閥輸出溶液質(zhì)量的精密伺服控制。實驗測試結(jié)果表明，該壓電閥能實現(xiàn)20μl/s的流量控制精度，在壓電閥出入水口安裝金屬橡膠環(huán)后，能在一定程度上消弱壓電閥輸出流體紋波特性，達到了預期的研究效果。 2100433B

壓電陶瓷驅(qū)動金屬橡膠紋波超高壓精密流量閥的研究造價信息

市場價 信息價 詢價
材料名稱 規(guī)格/型號 市場價
（除稅）		 工程建議價
（除稅）		 行情 品牌 單位 稅率 供應商 報價日期
金屬橡膠油 查看價格 查看價格

宏時

 kg 13% 深圳市宏時化工有限公司
金屬橡膠油底漆 查看價格 查看價格

宏時

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高壓石橡膠棉板 1mm-5mm厚度(mm):2;品種:復合橡膠墊板; 查看價格 查看價格

華東氟塑

 kg 13% 揚中市華東氟塑電器廠
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京東

 kg 13% 蘭州恒輝物資有限責任公司
橡膠密封墊 品種:橡膠墊;規(guī)格Φ(mm):5 查看價格 查看價格

京東

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四通

 m 13% 河南四通實業(yè)有限公司
橡膠波浪形 1000×300×40mm 查看價格 查看價格

四通

 m 13% 河南四通實業(yè)有限公司
橡膠 規(guī)格(mm):15000×1220 厚度(mm):2 產(chǎn)品系列:布魯斯 適用場地:辦公環(huán)境、學校、醫(yī)院、生物制藥、輕工廠、車船和公共場所 產(chǎn) 查看價格 查看價格

歐萊寶

 m2 13% 廣州歐寶新材料股份有限公司長沙辦事處
材料名稱 規(guī)格/型號 除稅
信息價		 含稅
信息價		 行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時間
橡膠棒 Ф35 查看價格 查看價格

kg 韶關市2010年4月信息價
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m2 廣東2020年全年信息價
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kg 韶關市2012年7月信息價
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kg 韶關市2012年5月信息價
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kg 韶關市2011年6月信息價
橡膠墊 查看價格 查看價格

kg 韶關市2011年5月信息價
橡膠墊 查看價格 查看價格

kg 韶關市2011年3月信息價
材料名稱 規(guī)格/需求量 報價數(shù) 最新報價
（元）		 供應商 報價地區(qū) 最新報價時間
超高壓彈性壓榨機 TCYZ-40 超高壓彈性壓榨機 TCYZ-40|2臺 3 查看價格 山東紫鼎環(huán)保設備有限公司 四川  達州市 2017-06-23
超高壓清洗機 額定電流:15A 電機功率:11KW,額定電壓:380V 最大壓力:32MPa,最大流量》30L/min|1m2 2 查看價格 精密穩(wěn)壓電源 精密穩(wěn)壓電源|2臺 2 查看價格 廣東志成冠軍集團有限公司 廣西  賀州市 2020-11-20
精密穩(wěn)壓電源 精密穩(wěn)壓電源|1臺 1 查看價格 廣西攝力安防有限公司 廣西  南寧市 2011-08-02
精密穩(wěn)壓電源 精密穩(wěn)壓電源|1臺 3 查看價格 深圳科士達科技股份有限公司 廣西  南寧市 2021-02-01
流量閥 EHCV 安裝形式: 內(nèi)螺紋 種類: 直通 材質(zhì): 碳鋼. 型號: ISO-B 72 接管口徑: 8(mm)耐溫: 180°(℃) 耐壓: 3(MPa) 螺紋形式: 內(nèi)螺紋BSP(G)、NPT.|2066個 1 查看價格 蘇州川洋機電有限公司 江蘇  蘇州市 2015-08-07
限流量閥 DN150|3個 2 查看價格 天津市塘沽沃特斯閥門有限公司 四川  成都市 2020-08-12
限流量閥 DN125|1個 2 查看價格 天津市塘沽沃特斯閥門有限公司 四川  成都市 2020-08-12

提出了采用壓電陶瓷與金屬橡膠兩種材料來設計（超）高壓精密流量閥并開展其機理研究：利用壓電陶瓷驅(qū)動流量閥的主閥芯，以實現(xiàn)對閥芯與閥體開口間位移的精密控制，進而實現(xiàn)對閥口開口量的控制，達到對閥出口處流體流量及壓力控制的目的；利用金屬橡膠材料的多孔性以及減壓、隔振、降噪、過濾等特點，實現(xiàn)對閥出口處流體脈動的平紋波處理，確保閥出口處輸出流量、壓力的穩(wěn)定性。結(jié)合伺服控制技術，將該閥與單片機控制系統(tǒng)組成閉環(huán)系統(tǒng)，可實現(xiàn)對閥的出口流量、壓力的自適應調(diào)節(jié)，成為壓力/流量伺服閥，以此開展（超）高壓精密伺服閥機理、性能以及控制方法的研究。研究金屬橡膠孔隙度與閥出口壓力/流量關系，建立壓電陶瓷與閥出口流量、壓力的機-電-液混合模型。開展壓電陶瓷驅(qū)動技術、（超）高壓流量/壓力閥、伺服閥的流量控制、減壓機理、伺服實現(xiàn)等的研究，對促進我國（超）高壓精密液壓伺服元件、伺服控制及微流體控制技術的發(fā)展，具有重要意義。

壓電陶瓷驅(qū)動金屬橡膠紋波超高壓精密流量閥的研究結(jié)題摘要常見問題

  • 壓電陶瓷特點有那些？

    壓電陶瓷片的特點是體積小而薄，耐振動、不易損壞、使用方便、靈敏度高、價格便宜。

  • 壓電陶瓷的原理是什么？

    利用某些電介質(zhì)受力后產(chǎn)生的壓電效應制成的傳感器。所謂壓電效應是指某些電介質(zhì)在受到某一方向的外力作用而發(fā)生形變（包括彎曲和伸縮形變）時，由于內(nèi)部電荷的極化現(xiàn)象，會在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。壓電材料 &nb...

  • 壓電陶瓷片的原理及特性？

    壓電陶瓷換能器的原理是：當對這種陶瓷片施加壓力或拉力，它的兩端會產(chǎn)生極性相反的電荷，通過回路而形成電流。這種效應稱為壓電效應。如果把用這種壓電陶瓷做成的換能器放在水中，那么在聲波的作用下，在其兩端便會...

壓電陶瓷驅(qū)動金屬橡膠紋波超高壓精密流量閥的研究結(jié)題摘要文獻

壓電陶瓷驅(qū)動精密流量閥的設計與建模 壓電陶瓷驅(qū)動精密流量閥的設計與建模

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頁數(shù)： 5頁

評分： 4.7

設計了一種精密流量閥,采用壓電陶瓷驅(qū)動流量閥閥芯并控制其位移.在流量閥的減壓出口處安裝了金屬橡膠,以消除流體通過節(jié)流口后壓力劇烈變化所產(chǎn)生的紋波現(xiàn)象.設計了流量閥的結(jié)構(gòu),通過分析流經(jīng)閥芯節(jié)流口以及金屬橡膠的流體流量特性,基于節(jié)流閥芯的力平衡方程,建立了壓電陶瓷驅(qū)動精密流量閥的電壓-流量理論模型.在流量閥出口安裝微壓力/流量傳感器并與控制器組成閉環(huán)控制系統(tǒng),使得該流量閥具有自適應精密減壓閥的功能.將減壓閥與流量閥串聯(lián)組合,可以實現(xiàn)對流體的精密減壓與流量控制.多個相同的串聯(lián)組合閥并聯(lián)后具有數(shù)字比例調(diào)節(jié)閥的功能,在一定范圍內(nèi)可以實現(xiàn)對出口壓力、流量的連續(xù)調(diào)節(jié)與控制.將該精密流量閥作為先導控制閥并與流量閥組合,成為具有高頻響特性的精密大流量伺服閥.

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超高壓金屬橡膠精密流量閥的理論建模 超高壓金屬橡膠精密流量閥的理論建模

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頁數(shù)： 未知

評分： 4.7

利用壓電陶瓷材料的精密位移輸出特性和金屬橡膠材料的多孔、減壓、節(jié)流特性設計出了一種超高壓精密流量控制閥,來實現(xiàn)超高壓、微小流量的精確控制,并得到了該閥的流量表達式。理論分析結(jié)果表明,該閥的流量不僅與閥進出口的壓差有關,還與壓電陶瓷和金屬橡膠的參數(shù)有關。

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壓電陶瓷微位移器件是精密定位及操作中的關鍵元件。針對壓電陶瓷存在遲滯和非線性而難于精密控制的不足，從微觀物理結(jié)構(gòu)的角度以壓電陶瓷的極化機理進行分析 ，結(jié)合電子、材料、統(tǒng)計數(shù)學等學科理論，建立精確的壓電陶瓷極化物理模型、數(shù)學模型，研究基于電極化強度的能夠減少遲滯和非線性的歸一化控制模型、驅(qū)動和控制方法，改善壓電陶瓷的性能。 2100433B

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批準號

60274053

項目名稱

壓電陶瓷微驅(qū)動器件極化模型與驅(qū)動方法的研究

項目類別

面上項目

申請代碼

F0304

項目負責人

孫立寧

負責人職稱

教授

依托單位

哈爾濱工業(yè)大學

研究期限

2003-01-01 至 2005-12-31

支持經(jīng)費

22（萬元）

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低頻紋波

低頻紋波是與輸出電路的濾波電容容量相關。由于開關電源體積的限制，電解電容的容量不可能無限制地增加，導致輸出低頻紋波的殘留，該輸出紋波頻率隨整流電路方式的不同而不同。

一般的開關電源由AC/DC和DC/DC兩部分組成。AC/DC的基本結(jié)構(gòu)為整流濾波電路，它輸出的直流電壓中含有交流低頻紋波，其頻率為輸入交流電源頻率的二倍，幅值與電源輸出功率及濾波電容容量有關，一般控制在10%以內(nèi)。該交流紋波經(jīng)DC/DC變換器衰減后，在開關電源輸出端表現(xiàn)為低頻噪聲，其大小由DC/DC變換器的變比和控制系統(tǒng)的增益決定。

低頻紋波

例如：對普通24V電源來說，電壓型控制DC/DC變換器的紋波抑制比一般為45～50dB，其輸出端的低頻交流紋波有效值為60～120mV。電流型控制DC/DC變換器的紋波抑制比稍有提高，但其輸出端的低頻交流紋波仍較大。若要實現(xiàn)開關電源的低紋波輸出，則必須對低頻電源紋波采取濾波措施?？刹捎们凹夘A穩(wěn)壓和增大DC/DC變換器閉環(huán)增益來消除。

低頻紋波的抑制

a、加大輸出低頻濾波的電感，電容參數(shù)，使低頻紋波降低到所需的指標。

b、采用前饋控制方法，降低低頻紋波分量。

高頻紋波

高頻紋波噪聲來源于高頻功率開關變換電路，在電路中，通過功率器件對輸入直流電壓進行高頻開關變換而后整流濾波再實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出的，在其輸出端含有與開關工作頻率相同頻率的高頻紋波，其對外電路的影響大小主要和開關電源的變換頻率、輸出濾波器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關，設計中盡量提高功率變換器的工作頻率，可以減少對高頻開關紋波的濾波要求。

高頻紋波

高頻紋波的抑制

a、提高開關電源工作頻率，以提高高頻紋波頻率，有利于抑制輸出高頻紋波。

b、加大輸出高頻濾波器，可以抑制輸出高頻紋波。

c、采用多級濾波。

共模紋波噪聲

由于功率器件與散熱器底板和變壓器原、副邊之間存在寄生電容，導線存在寄生電感，因此當矩形波電壓作用于功率器件時，開關電源的輸出端因此會產(chǎn)生共模紋波噪聲。減小與控制功率器件、變壓器與機殼地之間的寄生電容，并在輸出側(cè)加共模抑制電感及電容，可減小輸出的共模紋波噪聲。

共模紋波噪聲

a.輸出采用專門設計的EMI濾波器

b.降低開關毛刺幅度

超高頻諧振噪聲

超高頻諧振噪聲主要來源于高頻整流二極管反向恢復時二極管結(jié)電容、功率器件開關時功率器件結(jié)電容與線路寄生電感的諧振，頻率一般為1～10MHz，通過選用軟恢復特性二極管、結(jié)電容小的開關管和減少布線長度等措施可以減少超高頻諧振噪聲。

超高頻諧振噪聲

超高頻諧振噪聲的抑制

通過選用軟恢復特性二極管、結(jié)電容小的開關管和減少布線長度等措施可以減少超高頻諧振噪聲。

閉環(huán)調(diào)節(jié)控制引起的紋波噪聲

開關電源都需對輸出電壓進行閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)器參數(shù)設計的不適當也會引起紋波。當輸出端波動時通過反饋網(wǎng)絡進入調(diào)節(jié)器回路，可能導致調(diào)節(jié)器的自激振蕩，引起附加紋波。此紋波電壓一般沒有固定的頻率。

閉環(huán)調(diào)節(jié)控制引起的紋波噪聲

閉環(huán)調(diào)節(jié)控制引起的紋波噪聲的抑制

在開關直流電源中，往往因調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇不適當會引起輸出紋波的增大，這部分紋波可通過以下方法進行抑制。

a、在調(diào)節(jié)器輸出增加對地的補償網(wǎng)絡，調(diào)節(jié)器的補償可抑制調(diào)節(jié)器自激引起的紋波增大。

b、合理選擇閉環(huán)調(diào)節(jié)器的開環(huán)放大倍數(shù)和閉環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)，開環(huán)放大倍數(shù)過大有時會引起調(diào)節(jié)器的振蕩或自激，使輸出紋彼含量增加，過小的開環(huán)放大倍數(shù)使輸出電壓穩(wěn)定性變差及紋波含量增加，所以調(diào)節(jié)器的開環(huán)放大倍數(shù)及閉環(huán)調(diào)節(jié)器的參數(shù)要合理選取，調(diào)試中要根據(jù)負載狀況進行調(diào)節(jié)。

c、在反饋通道中不增加純滯后濾波環(huán)節(jié)，使延時滯后降到最小，以增加閉環(huán)調(diào)節(jié)的快速性和及時性，對抑制輸出電壓紋波是有益的

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