高壓功率放大器用于超聲波氣體檢測應用
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(如信號發(fā)生器發(fā)出的模擬信號)進行放大、輸出的放大器。高壓功率放大器的增益可高達180倍,并且它的輸出電壓值V、輸出頻率值f等皆可進行調(diào)節(jié)。
在介紹高壓功率放大器如何在超聲氣體檢測中應用前,我們先來了解下超聲氣體檢測技術(shù)及其組成原理。
與傳統(tǒng)的超聲氣體檢測方法相比,新興技術(shù)增加了一對超聲傳感器,這對傳感器置于沒有混合的背景氣體中,傳感器間距與另一對超聲傳感器*相同。這樣同步發(fā)射的超聲波就分別經(jīng)兩條等距路徑達到接收端,一條路徑經(jīng)過待測濃度的混合氣體,另一條路徑經(jīng)過作為參照的純凈背景氣體,如下圖所示。在接收端測量兩路接收信號的相位差和聲音傳播時間,相位差與時間信息經(jīng)過運算處理后便可獲得混合氣體的濃度值。
圖、采集腔示意圖
超聲波氣體檢測的組成與原理
超聲檢測分為兩大部分:超聲傳感器部分、超聲驅(qū)動電路部分(高壓功率放大器)。
超聲傳感器部分主要由兩個超聲氣體腔組成:一個是參考腔,一個是采樣腔。
參考腔密閉,盛有空氣。內(nèi)部安裝一對發(fā)射/接收超聲壓電傳感器,這一對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,但它表面開孔或者通過微型泵抽氣與外界環(huán)境連通,時刻保持與周圍環(huán)境一致,它內(nèi)部同樣也安裝了一對超聲壓電傳感器,兩個壓電傳感器之間的距離嚴格相等。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。參考腔由于密閉,內(nèi)部氣體不會被外界污染。采樣腔則從周圍環(huán)境中對混合氣體進行采樣。由于傳感器間傳播介質(zhì)的不同會引起超聲波傳播速度的不同,因此比較在兩個腔中超聲波傳播時間的差異,就可以獲取周圍環(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輸出發(fā)射超聲波所需的功率。
針對超聲氣體檢測應用,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,在超聲波氣體檢測中可以為產(chǎn)生超聲振動的壓電陶瓷換能器提供穩(wěn)定、高頻、高壓、高精準的驅(qū)動電信號,實現(xiàn)壓電陶瓷穩(wěn)定的發(fā)射超聲波振動。
芯明天公司已專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、銷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達上百種,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機箱式高壓功率放大器可輸出高達1800V的高壓,可選標準帶寬達150kHz,定制款可達1MHz,增益達180倍。
•400W高壓功率放大器
芯明天E81機箱式高壓功率放大器的輸出功率高達400W,輸出電壓可達150V,輸出帶寬可達10kHz。
•百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256個輸出通道,甚至更多??赏ㄟ^網(wǎng)口進行控制放大器的輸出電壓值,帶寬可達1kHz。
•800V高壓功率放大器
芯明天E80高壓功率放大器具有4個輸出通道,可將0~10V電壓進行80倍放大輸出(即800V輸出),帶寬可達1kHz,可通過模擬或數(shù)字信號控制。
•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個輸出通道,可將0~10V的模擬輸入信號放大至0~120V或150V并輸出,帶寬達10kHz,可選擇外部模擬信號控制或上位機軟件控制。
哈爾濱芯明天科技有限公司是專注于壓電納米運動與控制系統(tǒng)的研發(fā)、加工、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè),提供基于壓電陶瓷微位移技術(shù)的微米級行程、納米級定位精度的直線運動產(chǎn)品,毫弧度級偏轉(zhuǎn)角度、納弧度級偏轉(zhuǎn)精度的角度運動產(chǎn)品與配套壓電控制器、高壓功率放大器產(chǎn)品以及相關解決方案,是中國壓電納米定位行業(yè)開發(fā)、創(chuàng)新、開拓的先鋒。
聚焦納米科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展,芯明天以擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的精密定位技術(shù)為基礎,廣泛汲取先進技術(shù)經(jīng)驗、開拓創(chuàng)新,不斷突破行業(yè)技術(shù)壁壘,為國內(nèi)外客戶提供個性化解決方案,協(xié)助客戶攻克技術(shù)難題,實現(xiàn)企業(yè)價值與客戶價值的共同提升。
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