高壓功率放大器在超聲波氣體檢測中的應(yīng)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(yīng)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完全相同。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(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。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(yīng)用，芯明天提供多種高壓功率放大器，電壓由0至1800V不等，帶寬可達兆赫茲，典型參數(shù)如下表所示。

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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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。可通過網(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(guān)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(chǔ)，廣泛汲取國際先進技術(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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