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龍圖騰網(wǎng)獲悉杭州電子科技大學(xué)申請的專利一種超聲換能器負(fù)載等效模型建模方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN114297970B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-22發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202111632628.X，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F30/36；該發(fā)明授權(quán)一種超聲換能器負(fù)載等效模型建模方法是由陳張平;趙興紅;孔亞廣;趙曉東;張帆;黃娜;潘昊晨設(shè)計研發(fā)完成，并于2021-12-29向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種超聲換能器負(fù)載等效模型建模方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明涉及一種超聲換能器負(fù)載等效模型建模方法。本發(fā)明包括以下步驟S1、基于等效電路理論構(gòu)建超聲換能器機電等效模型；S2、將超聲換能器機電等效模型輸入到MATLAB仿真環(huán)境中；S3、通過比對方法，確定壓力負(fù)載下超聲換能器輸入阻抗特性；S4、基于確定的輸入阻抗特性，通過叉值映射法匹配該壓力負(fù)載下的最優(yōu)阻抗；S5、運用最小二乘法對超聲換能器所加壓力負(fù)載與最優(yōu)阻抗進行曲線擬合。本發(fā)明通過叉值映射法找得動態(tài)壓力負(fù)載下對應(yīng)的最優(yōu)阻抗，通過最小二乘法對系列數(shù)據(jù)進行擬合，得到最優(yōu)函數(shù)關(guān)系式。基于此換能器壓力負(fù)載與阻抗等效模型，僅需給定一壓力，即可快速、準(zhǔn)確得到阻抗。

本發(fā)明授權(quán)一種超聲換能器負(fù)載等效模型建模方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種超聲換能器負(fù)載等效模型建模方法，其特征在于該方法包括以下步驟： S1、基于等效電路理論構(gòu)建超聲換能器機電等效模型； S2、將超聲換能器機電等效模型輸入到MATLAB仿真環(huán)境中； S3、在MATLAB仿真環(huán)境下，通過比對方法，確定壓力負(fù)載下超聲換能器輸入阻抗特性； S4、基于確定的輸入阻抗特性，通過叉值映射法匹配該壓力負(fù)載下的最優(yōu)阻抗； S5、運用最小二乘法對超聲換能器所加壓力負(fù)載與最優(yōu)阻抗進行曲線擬合； 其中所述叉值映射法如下： 由S3得到超聲換能器在壓力負(fù)載下輸入阻抗呈容性特性，選擇容性阻抗范圍為0～1000-1000j進行分析；在MATLAB仿真環(huán)境中，將超聲換能器的前后金屬蓋板及壓電陶瓷晶堆相關(guān)參數(shù)信息作為基礎(chǔ)信息輸入，部件等效表達式作為計算部分輸入，基于以上信息，計算得到超聲換能器在所選容性阻抗范圍內(nèi)對應(yīng)的系列負(fù)載特征參數(shù)值，并繪制出以負(fù)載特征參數(shù)值、容性阻抗實部和虛部構(gòu)成的三維空間圖，其中負(fù)載特征參數(shù)值為Z軸、容性阻抗實部為X軸和容性阻抗虛部為Y軸； 通過對超聲換能器前蓋板增加砝碼重量為0～kN進行m組實驗，測得m組負(fù)載特征參數(shù)數(shù)據(jù)，任意選取其中一組數(shù)據(jù)；選取施加F＝20N的壓力時，根據(jù)PV520A阻抗分析儀測得的數(shù)據(jù)Fs＝20030.4Hz，F(xiàn)1＝19998.7Hz，R＝15.674Ω； 對所選施加20N力時阻抗儀測得的負(fù)載特征參數(shù)值在三維空間體系中各自做一個定值水平面，三個定值水平面分別對所繪的三維圖形進行水平等值截面，得到三條相交曲線； 將由兩個曲面相交得到的交叉曲線，一一映射到二維坐標(biāo)系，得到三條映射曲線； 將通過映射得到的三條映射曲線進行合并，得到負(fù)載特征參數(shù)Fs、F1、R三條映射曲線相交所得的三個交點，即A、B、C三點；對三個交點做三角形的最大內(nèi)切圓，得到內(nèi)切圓的圓心D，此圓心值即可近似為超聲換能器在所加壓力負(fù)載對應(yīng)的最優(yōu)阻抗； 根據(jù)PV520A阻抗分析儀測得的m組數(shù)據(jù)，選取下一組數(shù)據(jù)，重復(fù)定值截面、映射相交曲線、合并交線、做內(nèi)切圓，得到超聲換能器在施加不同壓力負(fù)載時對應(yīng)的最優(yōu)阻抗。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)＠麢?quán)人杭州電子科技大學(xué)，其通訊地址為：310018 浙江省杭州市錢塘區(qū)白楊街道2號大街；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。