實驗名稱：磁機電天線影響因素及通信實驗　　實驗目的：基于前文建立的磁機電天線輻射機理與架構設計理論，驗證相關理論與設計的正確性、可行性及有效性，明確輸入頻率、輻射傳播方向性、激勵電壓、通信距離等關鍵因素對天線輻射性能的影響規律以確定最優工作參數，通過異階可控彎曲諧振頻率實現2FSK直接調制的甚低頻通信并測試調制速率、碼速率等核心指標，同時與同尺寸銅環電小天線進行對比，充分凸顯所研制磁機電天線在小型化前提下輻射效率與帶寬效率的顯著優勢。　　測試設備：高壓放大器(Aigtek的ATA-2022H)、磁致伸縮材料、壓電材料PZT-5、函數信號發生器、示波器、磁環接收天線、上位機、發射天線。　　實驗過程：搭建了包含30mm×10mm×3mm非對稱雙層磁電復... ...  查看全文>

　　實驗名稱：孔隙介質中圓柱散射體聲散射特性測量方法及超聲實驗系統傳能效用的實驗研究與分析　　引言：針對被泥沙覆蓋或腐蝕環境下圓柱體聲散射特性研究不足的難題，本研究構建了無限大孔隙介質包裹圓柱散射體的理論模型，并利用孔隙介質彈性波動理論（Biot理論）結合邊界條件，實現了背向散射譜的獲取與數值模擬，重點通過試驗驗證了模型對散射體位置的精確識別能力，從原理上解決了孔隙介質復雜性導致的散射場分布問題，為地質勘探和柱狀結構無損檢測提供了高精度實時檢測方案。　　實驗目的：本研究旨在探究孔隙度、無量綱頻率ka等參數對孔隙介質中圓柱散射體聲散射特性的影響，通過搭建超聲實驗系統并結合變分模態分解與全聚焦成像算法，驗證理論模型的正確性、散射體位置的識別精度與實時檢測能... ...  查看全文>

　　實驗名稱：集成電容傳感器的壓電致動大角度FSM實驗研究　　研究方向：壓電快反鏡、基于動力學模型輸入-輸出特性驗證、基于電容傳感器反饋PID閉環控制驗證、壓電致動FSM靜動態特性測試驗證、變幅值/變頻率驅動信號控制效果驗證　　實驗目的：開發集成電容傳感器反饋的壓電致動大角度FSM原型并搭建對應的實驗測試系統，通過實驗測試該FSM的靜力學和動力學特性（包括掃描角度、角度階躍響應、角度分辨率、固有頻率等），驗證所建立的動力學模型對FSM輸入-輸出特性的表征有效性，同時驗證基于電容傳感器反饋的閉環控制器在補償壓電陶瓷遲滯特性、提高掃描角度精度方面的效果，最終通過變幅值和變頻率驅動信號的控制實驗，確認該FSM在光束調控技術領域的潛力和實用性。　　測試設備：電... ...  查看全文>

　　實驗名稱：基于空氣耦合超聲波斜入射的鋼板缺陷檢測實驗　　研究方向：空氣耦合超聲波技術在金屬構件無損檢測中的應用　　實驗目的：通過實驗解決鋼質管道超聲波檢測中因空氣-金屬聲阻抗差異導致的能量衰減嚴重、檢測難度大的問題。推導并驗證空氣耦合超聲波斜入射的最佳檢測角度，提升檢測信號能量與精度。并分析鋼板缺陷尺寸（深度、寬度）對檢測信號的影響規律，實現基于信號特征的缺陷定性評估。為空氣耦合超聲波技術在鋼質管道缺陷檢測中的工程應用提供理論與實驗依據。　　測試設備：硬件設備：函數發生器、任意波形高壓放大器、功率放大器、空氣耦合發射/接收探頭（直徑28mm，中心頻率200kHz）、Q235鋼板試件（200mm×400mm）、前置放大器、示波器。圖1：試驗平臺示意圖... ...  查看全文>

　　實驗名稱：超聲微機器人的制備、振動特性表征、運動性能測試及在復雜管道環境中的實驗研究　　實驗目的：探究超聲驅動頻率、電壓及管道尺寸等關鍵參數對微機器人運動性能的影響，通過MEMS基壓電薄膜與頻率調制技術，驗證其高速、低壓、強爬坡與高負載能力，以支撐復雜管道的高效實時檢測需求。　　測試設備：函數波形發生器、電壓放大器、電極引線及管道固定裝置、集成光學高速相機、激光多普勒測振儀、紅外熱像儀及精密位移平臺、掃描電子顯微鏡、阻抗分析儀以及有限元仿真平臺　　實驗過程：以超聲微機器人為研究對象，通過MEMS基超薄壓電復合薄膜結構與超聲頻率調制技術，實現狹窄管道內超快雙向運動驗證。首先完成機器人制備與結構表征，利用SEM和阻抗測試確認共振頻率及振動模式；隨后結合... ...  查看全文>

　　實驗名稱：電場驅動的液態金屬均勻液滴生成實驗　　研究方向：流體力學、液態金屬、電場　　實驗目的：液態金屬因其兼具流動性和導電性的獨特特性而在電子和材料科學領域引起了廣泛關注。傳統的液態金屬液滴發生器通常依賴于壓電致動器來對射流施加機械擾動，從而控制液滴的形成。在本研究中，提出了一種新方法，通過向射流施加周期性靜電擾動，來生成均勻可控的液態金屬微滴流。通過調節噴嘴直徑、流量以及施加電壓的頻率，可以有效地調整液滴的大小和間距。此外，在不同條件下的實驗觀測結果與理論預測之間的對比表明，瑞利-普拉托不穩定性理論能夠準確描述電場激發下的擾動生長和液滴形成過程。本研究為可控生成鎵基液態金屬液滴奠定了理論和實驗基礎。　　測試設備：　　1、液態金屬供給系統：注射泵... ...  查看全文>

　　亞微米微球憑借其獨特的尺寸效應、高比表面積和可調控的表面特性，在生物醫學、藥物遞送、診斷檢測、催化和功能材料等領域具有廣闊的應用前景。作為關鍵質量指標，粒徑均一性直接決定了微球的物理化學性質和應用性能。然而，現有制備技術普遍存在顯著的技術瓶頸：一方面，常規方法合成的微球粒徑分布較寬（變異系數通常超過10%），難以滿足高精度應用需求；另一方面，高均一性微球的制備工藝往往復雜且成本高昂。　　實驗名稱：多級循環介質電泳分選實驗　　實驗原理：本文設計的多級循環介電泳芯片系統采用分級篩選策略，共包含6級相同的分選芯片單元，構成三級循環（一次循環分為一次粒徑上限分選和一次粒徑下限分選）分選體系。該系統基于粒徑差異的介電泳響應特性，實現亞微米級微球的精密分選。　... ...  查看全文>

　　主動約束層阻尼結構采用壓電或其他智能材料取代經典約束層阻尼結構中的約束層，并通過引入主動控制系統，進一步增強約束阻尼層對振動能量的耗散能力。即使在主動控制系統關閉或失效的情況下，仍能保持被動阻尼的效果。這種處理策略本質上是一種主-被動混合阻尼的處理方法，具有靈活、高效以及適應性強的特點。。同時，結構聲主動控制技術已經較為成熟，作為傳統被動降噪措施的一種有效補充，該技術可以進一步有效提升結構在低頻段的空氣聲隔聲性能。　　實驗名稱：主動約束層阻尼板的空氣聲隔聲及阻尼特性測試　　實驗原理：基于“壓電-聲場-結構”多物理場耦合理論，利用壓電陶瓷的逆壓電效應與粘彈性阻尼層的耗能特性，通過速度負反饋控制策略構建主-被動混合阻尼系統，探究主動約束層阻尼板的空氣聲... ...  查看全文>

　　針對結構的損傷位置定位檢測，在前幾章的所得到的超聲導波基本理論、導波的激勵方式以及相對應的仿真結果基礎上，搭建超聲導波對不同結構損傷定位的檢測平臺。對比損傷前后接收傳感器所接收到的信號的數據變化，根據信號的數據變化，結合四點圓弧法對損傷位置進行檢測定位。　　實驗名稱：基于Lamb波的機翼蒙皮結構損傷識別的實驗研究　　實驗原理：基于Lamb波的結構健康監測系統，由信號發生器激勵Lamb波信號，壓電傳感器將電信號轉為機械振動并帶動被測板件振動，使Lamb波在結構中傳播，其他位置的壓電接收元件通過逆壓電效應將機械振動轉回電信號，經示波器采集后傳輸至PC機，通過分析響應信號完成板件損傷定位。　　實驗框圖：　　實驗實拍圖：　　實驗過程：搭建含信號發生器、高壓... ...  查看全文>