乳液状食物的超声频谱分析(Ⅰ)──牛奶掺水的超声实验鉴别

乳液状食物的超声频谱分析（Ⅰ）──牛奶掺水的超声实验鉴别杨瑞科，魏忠仁，吴俊林（陕西师范大学物理系西安·７１００６２）１引言应用低强度、低兆赫的超声，对生物软组织定征及对非生物材料的物理化学特性的研究是一种有效的方法［１］，［２］。由于超声具有无损伤...     

声流条件下超声空化气泡分布研究

研究了频率为 20 kHz的超声作用在圆柱形料腔中出现声流现象时超声空化效应的空间分布特性。结合大振幅声源条件下的声辐射力,对声场内的声流现象进行了仿真分析,获取了不同超声功率和液位高度下的声流速度场分布,初步探究了声流条件下空化气泡的运动分布规律。采用超声空化效应的声致化学发光实验,对比研究了有、无声流条件时超声空化效应的空间分布特性。结果表明：功放电流高于 80 mA(电功率为 17.6 W)时,超声场可形成稳定的声致流动现象且可有效提高其声能辐射效率,大大增加了空化效应的作用区域,进而提高了声化学反应效率;声流条件下料腔内超声空化效应的分布区域与超声功率(振幅)、料腔液位高度相关,功放电流从 40 mA(电功率为8.8 W)增加至 120 mA(电功率为 26.4 W)时,空化面积占比提高了 100.86%,液位高度为 60 mm时的空化面积占比较50 mm和 70 mm时分别提高了 13.11%和 73.91%,提高超声功率及选择合理的料腔液位高度,可有效提高空化气泡扩散距离,增大空化分布面积;对于固定形状及尺寸料腔中的声场,声流速度达到一定阈值时,会出现空化效应增强,空化效应增强区域位于大于声流速度阈值的区域内;空化气泡的扩散分布与声流速度场密切相关,表现为随声流速度场的变化在料腔中部沿径向扩散、沿变幅杆轴向且在料腔底部沿径向扩散、沿变幅杆轴向扩散三种扩散分布模式。     

动态聚焦超声换能器的研究与设计

介绍了为超声激活血卟啉抗肿瘤效应而研究的动态聚焦超声换能器。它是由６个等间距，等宽度的同心圆环和１个中心圆片组成的７元平面 能器阵。通过改变辐射孔径和每个阵元电激励信号的延迟时间，实现动态聚焦衣在各聚焦处声强度一致，导出了聚焦声场声压分布表达式，并设计出换能器的具体结构参数。     

超声治疗中耦合液对声聚焦影响的研究

本文推导了凹球面聚焦换能器产生的声波经耦合液进入软组织后的声场计算公式，并对不同耦合液，耦合层厚度，温度对声聚焦的影响进行了研究，得到一一些对超声热疗具有指导意义的结果。     

线阵相控换能器阵列参数对聚焦性能的影响分析

针对超声相控阵检测中广泛使用的一维线阵换能器,通过建立其声场数学模型和引入指向性函数,仿真分析了阵列参数对声束聚焦性能的影响,提出了改善换能器声场性能的措施。最后对优化参数的阵列换能器声场进行实验测试,测试结果表明其具有良好的声束聚焦性能,为超声相控阵缺陷检测中换能器的选择提供了参考。     

仿体中超声空化效应的B超图像处理

0引言使用高强度聚焦超声(HIFU)照射组织,将产生声空化现象。在声空化过程中,声场能量于空化气泡内高度集中,当能量积累到一定阈值后,空化气泡瞬间崩溃。在气泡崩溃的瞬间能量会释放出来,形成局部的高温、高压、强冲击波等极端物理现象[1]。这将使周围的组织细胞遭到损伤。因此,对HIFU空化的监控显得尤其重要[2]。本文主要研究不同脉冲宽度的高强度聚焦超声(HIFU)在体外仿体中引起的空化气泡群面积随时间的变化。从而实现对HIFU空化的实时监控。     

脉冲回波法与水听器法测量超声探头声场参数比较研究

针对美国ASTM E1065中提及的脉冲回波法与水听器法,通过在<10MHz频率范围内的实验,比较了这两种方法在评价平面超声探头与聚焦超声探头声场参数的一致性。实验表明,针对超声探头辐射声场参数的测量,在合理选择小球参数的基础上采用脉冲回波法与水听器法具有较好的测量一致性,而水听器法则提供了一种具有量值可溯源的超声探头评价与校准方法。     

聚焦超声清洗机的仿真设计与实验研究

目前,超声清洗机通常是将一组换能器排布于平面式清洗槽底部,但用此方法会形成驻波现象,不利于超声清洗。文章提出了一种球面式聚焦超声清洗的方法,与普通超声清洗相比,该方法提高了超声清洗的效率。文章采用有限元COMSOL Multiphysics软件对清洗机内声场进行分析,得到三维模型内声压的分布情况;研制了聚焦超声清洗机,并通过薄膜腐蚀实验验证了清洗机内的声压分布情况;通过对比试验发现,聚焦超声清洗油污的速度比普通超声清洗提高了77.27%。通过薄膜腐蚀实验和超声清洗实验可知,聚焦超声清洗机内声场分布均匀,且声场内存在能量聚焦区域,清洗速率高于普通超声清洗机。     

基于超声驻波场的水下颗粒操控研究

超声波产生的声辐射力可以实现对微小物体的操控。针对微米尺度颗粒在液体环境的操控问题,基于黏性介质中的声辐射力理论,建立由双凹球面聚焦超声换能器驱动下的水下颗粒操控模型。利用COMSOL软件仿真了模型的声场、声流场及颗粒操控动态过程,最后通过水下颗粒操控实验对仿真结果进行验证。研究发现,颗粒在水下操控过程受到声辐射力与声流曳力的共同作用,由声波干涉作用形成的局部驻波场主要依靠声辐射力将颗粒团聚在波节位置,但随着颗粒尺寸的减小,颗粒无法继续束缚,颗粒操控将由依靠声辐射力转变为声流曳力。此外声场强度的增加会增强颗粒操控的抗扰动能力。     

多阵元合成孔径聚焦超声成像研究

对多阵元合成孔径聚焦超声成像进行了全面的研究.根据声场的辐射理论推导了多阵元孔径的声压分布,并分别对单阵元、多阵元聚焦和多阵元非聚焦的声场和缺陷响应进行了仿真,发现多阵元非聚焦的声场更适合于合成孔径聚焦超声成像,并根据这个原则进行了成像实验,结果表明在远场情况下,多阵元合成孔径聚焦超声成像可以获得比单阵元合成孔径聚焦成像更高的成像质量和分辨力.     

串级热声系统的工作原理、分析及优化第一部分串级热声系统的基本原理

高效的热声转换需要创造高阻抗的行波声场，为避免闭合回路产生的直流损失，可以利用驻波声场的某些特殊性质。通过对几种驻波声场的分析，提出了若干可能结构的串级热声发动机或者串级制冷机的工作流程，可在实际中工作获得高的热声转换效率，同时具有更简单的结构和更高的可靠性。     

聚焦声场中非线性声参量B/A的测量

聚焦声场中非线性声参量Ｂ／Ａ的测量章东陈曦龚秀芬（南京大学声学研究所近代声学国家重点实验室南京·２１００９３）１引言众所周知，有限振幅声波在媒质中传播时会发生一系列的非线性现象，如波形畸变、谐波滋生及声饱和等，这些非线性现象可以用非线性参量Ｂ／Ａ来描...     

非线性声参量测量中的衍射修正

在超声传播参数的测量中，衍射效应会给测量引来假象．本文结合前文［１］中的实验问题，讨论了衰减及非线性声参量Ｂ／Ａ测量中的衍射修正问题。证明加入此修正后的测得值更加可靠。     

脉冲波声场的数值计算与测试研究

针对超声检测中影响缺陷定量准确性的声场问题进行了深入讨论,研究了脉冲波声场的计算方法,设计了相应的计算软件并绘制出实用换能器声轴线上的声压分布曲线,分析了不同材料和厚度的采样回波对频谱的影响,比较了连续波声场和脉冲波声场的分布特性及异同点。对脉冲波声场的测试结果表明,数值计算和实测结果有较好的一致性。本研究结果为提高超声检测中缺陷定量的准确性和科学性提供了依据。     

激光照射固体表面时在空气中激发的声脉冲

激光照射固体表面时在空气中激发的声脉冲戚诒让张德勇（青岛海洋大学青岛·２６６００３）１引言在大功率激光器的应用中，固体材料的激光损伤问题引起人们的广泛重视。近几年来，光偏转技术被用于激光损伤的研究［１，２］。这种技术有多种实施方案。其中之一是利用探测...     

超声针灸相控阵声场及控制模式研究

超声“针灸”是利用二维相控阵实现声能在皮下不同深度的聚焦,刺激特定穴位,从而模拟传统针灸手法的治疗技术。对设计的超声针灸相控阵在不同聚焦深度下的垂直聚焦声场和偏转声场进行仿真,并对焦域进行统计分析,明确了所设计的相控阵探头延时聚焦声场可以满足超声“针灸”的“针形”声场要求。基于声场仿真,还对超声“针灸”声场控制模式进行了仿真研究,研究结果表明:控制超声相控阵聚焦声场聚焦位置的上下移动以及偏转聚焦,可以模拟传统针灸的提、插以及进针角度的变化,为超声“针灸”进一步模拟传统针灸手法提供了理论依据。     

声致发光的数字模拟

声致发光的数字模拟谢志行魏荣爵（南京大学声学研究所近代声学国家重点实验室南京·２１００９３）１引言早在本世纪３０年代，人们就发现水中的空气泡在声能量的驱动下，可发射出光来，这种现象被称之为声致发光（ｓｏｎｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）［１］。该现象自发...     

强聚焦换能器冲击波数值模型

0引言高强度聚焦超声(HIFU)技术作为新兴的非侵入式治疗肿瘤方法得到人们极大的关注[1-2]。非线性声场分布是HIFU治疗中的关键物理参数之一,其对准确的预测和评价治疗效果有着重要的作用。Kamakura等人推导了球壳式大张角换能器在椭球坐标系下的非线性方程(spheroidal beam equation,SBE)[3]。通常,将时域波形进行傅里叶级数展开,然后在频域计算SBE模型,得到声场分布。当声功     

振动激励下的颗粒物质的有效隆起力

振动激励下的颗粒物质的有效隆起力陈伟中魏荣爵（南京大学声学研究所近代声学国家重点实验室南京·２１００９３）直到８０年代末，有关颗粒物质的研究才引起人们的高度重视，发现了许多令人感兴趣的现象［１］，如颗粒大小分离，声传播反常，隆起和对流［２～８］等等，...     

平面分层不均匀介质中声场方程组的级数解

平面分层不均匀介质中声场方程组的级数解唐应吾（中国科学院声学研究所北京·１０００８０）１引言声波在平面分层不均匀介质中的传播问题，一直受到人们的重视。但其中的声场方程组［１］，仅仅只对少数几种特殊的声速分布才能求出其严格解。对于一般的声速分布，人们常...