C2用于声化学研究的大功率超声系统的研制

根据声化学反应的特殊要求，我们研制了用于声化学研究的大功率超声系统，由参数可调节的超声发生器配合不同频率的换能器工作，并用它组合成杯式变幅杆结构声化学反应器。解决了有关声化学设备的一些技术问题，为声化学技术从实验室规模向工业应用过渡做了必要的准备     

多频超声辐照的声化学产额研究进展

声化学是一门新兴的交叉学科，具有很多用途，广泛地应用于医药，生物，海洋，航空，轻工，食品，化学，化工等诸多领域，打基础这年来对声化学的研究十分活跃，多频超声对声化学产额的影响是其中研究的热点之一。声化学反应的主动力是声空化，声化学产额与超声辐照频率有一定的关系。双频，三频正交超声辐照能显著地提高声化学产额，具有明显的增强效应。文章综述了这方面的研究进展情况，阐述了声化学产额的影响因素。提出了目前所存在的问题并进行展望。     

用碘释放法研究低频超声的声化学产额

本文用碘释放法研究了２８ｋＨｚ超声的声化学产额随扬强和辐照时间的变化。表明声化学产额随声强呈非线性变化，而随辐照时间近似呈线性变化。进而研究了由２８ｋＨｚ与１．０６ＭＨｚ组成的正交辐照系统的声化学产额。     

超声辐照促进声化学产额的研究及应用

针对多频超声促进声化学产额的研究热点问题,简述了单频、双频、三频超声辐照的声化学反映规律及其研究进展,分析了多频辐射能显著提高声化学产额的原因。指出了多频超声在医药方面的应用,尤其是在中药复方提取中更显示出其优越性,可以达到很好的提取率,多频辐射有很好的开发前景。     

利用声化学激活血卟啉抗肿瘤效应的研究

本文介绍了超声激活血卟啉抗肿瘤效应－声动力学疗法的国内外研究进展，总结了近几年来的研究方法及结果，声动力学疗法弥补了光动力学疗法的不足，具有较大的应用前景。     

非同频水平正交超声束的声化学效应

本文采用碘释放法观察到两个非同频超声束水平正交幅照的声化学产额能获得明显的增强效应     

用于声化学的复合换能器的研究

设计了一种夹心式纵弯复合振动模式超声换能器,该换能器由纵向夹心式压电超声换能器与弯曲正六边形薄板组成。采用有限元方法,对一定几何尺寸边界自由的正六边形薄板进行模态分析,得到中心位移最大的某一模态,设计以该模态的频率作为共振频率的纵弯复合模式换能器。当复合振动系统振动模式的共振频率与纵向换能器的共振频率以及正六边形薄板弯曲振动的共振频率一致时,复合振动系统具有较高的有效机电耦和系数,系统声辐射能力较强;频率的理论与测量值的误差可能是设计纵向换能器时未考虑预应力螺栓、前后盖板的形状以及横向振动的影响,材料参数的取值与实际值有误差。弯曲振动的正六边形薄板的几何尺寸大,将会增大复合振动系统声波的辐射面积,因此可以改善局部空化腐蚀问题,并且可以提高槽内声场的均匀性,从而可以提高声化学产率;实验结果表明,换能器的共振频率测试值与设计值基本吻合。     

B4 用染色法记录液体中大功率超声场的分布

利用染料在纸上染色可以方便，快速地记录液体中大功率超声场的分布，本文给出这一套验研究的结果，表明该方法在声化学和超声清洗等大功率超声液体处理应用中，对于测量空化强度的空间分布是一种实用，可取的方法。     

一种适用于声化学的新型复合超声变幅杆

提出一种新型复合超声变幅杆,该变幅杆总长为一个波长,由五段组成,其中三段为等截面圆柱杆,两段为变截面圆柱杆。给出了该类复合变幅杆的设计方法,并计算了两个实例。结果表明,和普通使用的半波长复合变幅杆相比,该类复合变幅杆具有在不减少甚至增大辐射面积的情况下放大振幅的特点,这对提高整个超声系统的辐射声功率和辐射效率具有积极意义。此类复合变幅杆特别适合在声化学等超声液体处理领域使用。     

一种大功率超声波发声系统原理与结构设计

设计了能发射大功率超声波的超声波发声系统。该超声波发声系统采用火药燃烧（炸药爆轰）的方式产生高压高速气流;高速气流驱动哈特曼超声波发生器阵列产生大功率超声。超声波发声系统采用波导管对产生的超声波进行汇聚,在一定方向上发射,可以有效提高超声波的作用距离。单个超声波发声系统产生20kHz的超声,声功率可以达到百万瓦,最大有效作用距离可达54m。设计的大功率超声波发声系统完全可以达到作战要求。     

基于STM32的大功率超声电源的研究

油田近井处理需要的大功率超声电源具有容量大、频率稳定、输出功率因数高的特点。在实际应用中,为了有效地将井内激发的大功率超声振动能量通过套管井的井内液体、套管和水泥环送入声学参数不同的地层,套管井的声学参数需要随时测量,作业参数需要实时调整。为此,选择了数据处理功能比较强的STM32单片机。基于其精确的定时器实现脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）输出,提供IGBT工作所需的波形;用其双路A/D同时采集作业时的电流和电压波形;用数字信号处理的方法快速处理电压和电流波形的相位差及幅值比,以此为基础调节发射波形的频率,使其与套管井条件下探头的谐振频率一致,实现频率跟踪和有效激发;借助于理论模型进一步处理电压和电流波形,获得套管井条件下的声阻抗,以便监测作业过程中套管井的声阻抗变化。     

嵌入式便携声阻抗重建系统的设计与实现

材料或构件的声阻抗是超声无损检测和评价技术应用的一个重要参数,对层状材料,在胶接接点的粘接情况和连接强度的检测、包括碳纤维复合材料在内的薄层材料弹性强度的测量、复合材料缺陷的确定等方面具有重要的应用价值,如何精确地重建待检材料或构件的声阻抗已成为这些应用的成败关键之一。为达到实时、在线和精确地重建声阻抗的目的,根据信息技术、计算机技术和微电子技术的最新研究成果,采用DSP和ARM芯片作为中心测控单元,实现了一种嵌入式便携声阻抗重建系统。在对该系统的总体结构、软硬件设计和功能特点等介绍的基础上,重点对系统的关键模块,如超声波发射与接收、高速A/D、模块通讯机制等进行阐述和设计。实际应用表明,该系统在实时性、可靠性、精确性以及后续功能扩充方面具有明显的特点。     

基于凹面反射的超声风速测量系统设计与实现

时差法是超声风速风向测量系统的基本方法。在介绍时差测量原理的基础上,分析了系统测量误差的来源;构建了增大测量范围的凹面反射模型;结合该模型,在系统结构、电路系统、控制流程及数据处理算法等方面进行了全面的设计和实现,并制成了原理样机。风洞试验结果表明,凹面反射结构可以增加系统的测量范围,提高大风条件下测量数据的稳定性。原理样机具有体积小、可靠性高、测量范围大的优点,已在风力发电方面获得了实际应用,并取得了较好的应用效果。     

大功率低频超声场测量研究进展

大功率低频超声场的主要特点是有空化产生，这给声场定量测量带来困难，而该类声场的测定是超声清洗、声化学等超声液体处理技术中的基本问题，掌握声场分布和空化强度的信息对于衡量超声系统的性能及其处理效果至关重要。文章综述了迄今用于测量大功率低频超声场的各种方法，将其分为直接测量方法和间接测量方法两大类进行阐述，介绍了每种测量方法的基本原理，并对各自的优缺点进行了对比分析。最后介绍了一些国内外的相关测量设备，结合大功率低频超声场测量领域目前的研究现状，探讨了今后该领域急需解决的问题及其发展方向。     

基于STM32的大功率超声间歇式控制信号

在石油开发过程中,大功率超声能够有效地对堵塞的渗透层进行解堵,提高地层的渗透性,增加注水井的注水能力或采油井的产液量,提高原油产量。系统以STM32单片机为核心,产生大功率超声需要的两路间歇式控制信号。这两路信号的相位差为180°,“死区时间”均为3μ,控制大功率超声电源中的 IGBT 驱动电路。将该控制电路接入大功率超声系统后,大功率超声系统能正常工作,设备运行稳定,能基本满足工业应用的要求。