|
靜電懸浮技術(shù)是利用靜電場(chǎng)中帶電物體受到的庫侖力平衡重力以實(shí)現材料懸浮的一種無(wú)容器處理技術(shù)。因為電場(chǎng)不存在三維勢阱叮，所以要維持靜電場(chǎng)中材料的穩定懸浮，必須結合負反饋控制系統對懸浮樣品的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)探測并依此調節靜電場(chǎng)的電壓來(lái)實(shí)現。由于不論是導體還是絕緣體都可攜帶電荷，因此靜電懸浮的研究對象十分廣泛。并目，其具有懸浮穩定性高，懸浮與材料處理過(guò)程相獨立，無(wú)外場(chǎng)擾動(dòng)，以及視野開(kāi)闊等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展，靜電懸浮技術(shù)逐漸應用于材料的熱物理性質(zhì)、深過(guò)冷快速凝固機理和液態(tài)金屬結構等多個(gè)領(lǐng)域的研究。 懸浮控制子系統一般包括垂直懸浮電極組、水平穩定電極組、定位HeNe激光、位置敏感探測器、控制電腦和高壓放大器。不同于聲懸浮和電磁懸浮，靜電場(chǎng)內不存在三維最小作用勢且樣品表面所帶電荷在實(shí)驗過(guò)程中會(huì )變化，因此樣品無(wú)法穩定懸浮在純靜電場(chǎng)中。因此靜電懸浮通過(guò)引入負反饋調節，根據樣品位置實(shí)時(shí)調節加載在垂直電極組之間的電壓來(lái)保證樣品穩定懸浮在電極之間。 樣品的三維空間位置利用兩個(gè)二維位置敏感探測器(Position Sensitive Detective，PSD)探測，平行HeNe激光通過(guò)懸浮樣品后投射在PSD光敏面上的圓形光斑內出現一個(gè)陰影，陰影的位置由PSD轉換成電壓信號，代表樣品在實(shí)際空間的懸浮位置。位置電壓信號傳入控制電腦后，通過(guò)PID算法計算出樣品運動(dòng)到預定懸浮位置的電壓，并將其由高壓放大器放大后加載于上電極。另外，垂直電極的形狀對實(shí)驗中樣品的懸浮穩定性也有很大影響，為了增加水平方向的束縛力，一般選取凸上電極和凹下電極作為垂直電極組。 靜電懸浮裝置示意圖 優(yōu)化設計靜電懸浮實(shí)驗系統，可實(shí)現材料熱物理性質(zhì)的測定以及凝固規律的探索;改進(jìn)位置探測模塊，提升懸浮能力;在控制算法中增加濾波模塊，提高熔融狀態(tài)下樣品懸浮的穩定性;增加觸發(fā)形核和液淬的功能，實(shí)現凝固過(guò)程的控制;把激光加熱與紅外測溫相耦合，精確控制懸浮樣品的溫度。Aigtek高壓放大器被廣泛的應用在靜電懸浮實(shí)驗中，最大輸出電壓10kv,最大功率10KW，頻率DC~25MHz，電壓增益數控可調，數字Monitor輸出電壓，電流實(shí)時(shí)顯示。 通過(guò)以上的介紹，相信您對高壓放大器在金屬材料的靜電懸浮過(guò)程研究有了清晰的了解，如想了解更多有關(guān)高壓放大器驅動(dòng)應用，請持續關(guān)注安泰電子。 |
