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，本文给出了这一实验研究的结果，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     

点聚焦超声辐照下液体中的声场和声化学场分布

通过数值模拟和实验分别研究了点聚焦超声换能器在液体中直接辐照和间接辐照时产生的声场和声化学场分布。研究结果表明,在直接辐照时,数值模拟得到的液体中声压较大位置与声化学反应场位置相一致:在聚焦超声焦点处及液体表面附近。当使用间接辐照时,焦点处声压减小,在试管底与超声换能器之间形成驻波。为了增加间接辐照时容器内的声压,实验使用底端贴有薄膜的双通试管,通过计算机模拟和实验证明在该情况下,容器内声压,特别是容器焦点处声压和声化学反应场有所增强。     

基于声功率的液体中大功率超声场的评价方法

为解决超声清洗中超声设备性能的评价,以及工程应用中超声强度的选取和控制问题,提出了一种根据声功率大小来测定声场强度的评价方法。制作了一个专门的超声清洗系统,并用瓦特计法测定清洗液中得到的声功率,同时用一个探头从清洗液中提取信号;通过测量清洗液中的声功率与探头输出信号电压间的关系,用数字形式来显示超声场强度。用此法对不同清洗槽进行测量,结果表明,该方法可以作为工程中大功率超声场的一种评价方法。     

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。     

B5 混响场中强声场的测定及应用

本文讨论了混响场中最主要的声学参数声压的测量方法，指出用一专用的测试仪表一超声波测量仪可以方便地快捷地完成的混响场声压及频率的测量，同时，通过清洗机及声化学的测试说明声学技术，该测量仪有广泛的用途。     

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，我们研制了上前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。     

金属熔体在超声场中凝固的研究

本文综述了超声场对金属凝固过程的影响，着重总结了声空化、声流所起的作用，同时介绍了超声在新材料制备中的应用。     

超声换能器表面振动和声场测量及其与经典超声换能器的仿真比较

超声换能器广泛应用于声学测量,其工作性能主要取决于它的振动与声特征。然而,多数研究中的换能器被认为是经典的活塞或高斯型,经典与常用的真实换能器之间的差异容易被忽视。基于此,首先用激光测振和传声器测声方法测量了某厂家换能器产品的表面振动与声场特征。然后设计有限元方案,分别仿真经典与真实换能器的声场。最后从辐射面振速分布、声场声压和相关系数等方面,综合比较经典与真实超声换能器之间振动与声场的异同。结果表明,换能器间的辐射面振速分布差别明显,所研究的真实换能器的声场特征接近于活塞,而与高斯型差别较大。     

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。     

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     

水听器法的医用超声声场参数测量不确定度分析

提出了一种基于水听器法测量医用超声声场参数的测量装置,可通过扫描声场获取IEC 61157国际标准所要求的声场中峰值负声压等医用超声诊断设备的声输出参数.同时以一种B型超声诊断仪为例,对声场中声压的测量不确定度进行分析,分别给出A类、B类测量不确定度及标准不确定度,并对影响测量结果的主要因素进行了评定,得出当声压测定结果为1.456 4MHz时,其最小扩展不确定度可为0.215 0MHz.     

B1 瓦特计测量声功率方法的分析和简化

本文给出郎之万Ｌａｎｇｅｖｉｎ型换能器及变幅杆振动节点、腹点处振幅比随负载的变化情况，分析了瓦特计法测量声功率本身存在的理论偏差，并给出了两性能相同的换能器对接系统的实验结果，表明这种方法在轻负载（不大于水负载）测量中的准确性，提出工程上简化的测量方法     

聚焦超声声场中的散射体成像方法

在实验室条件下,研究了聚焦超声声场中的散射体成像问题。将一个纽扣作为散射体置于一聚焦换能器所产生的声场中,以频率为1.17MHz的脉冲信号经功率放大后激励聚焦换能器,声波作用于纽扣后发生散射,借助于三维自动扫描系统和PVDF膜片水听器,测量得到了散射声场中前三次谐波的声场分布,膜片水听器敏感元件有效尺寸为1mm。利用角谱法反演了散射体所在处的声场,通过与散射体实际的形状特征进行比较,发现反演的结果与散射体特征吻合良好,由此得出结论,在信噪比足够大的情况下,利用聚焦声场所产生出的高次谐波,可以得到分辨率较高的成像效果。     

一种自动抑制超声测量盲区的方法

文章介绍了一种自动抑制超声测量盲区的方法。该方法包括两个方面: 1. 自动根据测量距离远近调控发射功率的大小,即在近距离时,采用较小的发射功率,以减小测量盲区,而在远距离时采用较大功率发射,以获得较大的测量距离; 2. 自动根据距离的远近调整发射拖尾波覆盖信号的宽度,以消除拖尾波的干扰。文中还介绍了通过控制固定频率的波群激励信号的宽度来调控发射功率的原理及相应的功率调控电路和尾波覆盖电路。实验表明,该方法实施简单、效果显著,在 25m的量程内,盲区可减小到 0. 2m。     

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。