我国功率超声的现状及其发展

这里所说的功率超声,主要是指利用较大的超声能量进行清洗、加工、处理,以及超声治疗和外科手术等,所使用的频率一般在10kHz—60kHz(有的达MHz以上),声强度从零点几瓦/cm~2到几百瓦/cm~2(一些特殊应用还要高). 我国从事功率超声的研究,已有近三十年的历史.五十年代后期,除研制出供科研用的较大型的超声设备之外,一般的功率超声设备已供应市场.目前,功率超声已渗透到国防和国民经济的许多重要领域.诸如:机械、电子、半导体、冶金、化工、能源、医药、农业、原子能以及纺织、印染和工艺美术等行业.一支功率超声的科研队伍已逐步成长起来,为国家解决了一批生产技术中的难题.特别是近几年为国家做出了显著的成绩,已有几十项成果受到省市级部门的奖励,有的还受到中央部门和国家级的奖励.设备的生产能力已达到一定的规模,每年可为市场提供约四千台设备,年产值约三千多万元.不仅通用设备已逐渐系列化,而且一些专用设备和半自动化与自动化的设备也已陆续投入市场. 国际学术交流,也陆续开展起来.近几年来已提供近十篇文章参加了国际性的学术交流,有的受到国外同行的重视和好评.我国功率超声的研究已跻身于国际行列. 下面想从功率超声的基础研究,设备的研制和生产,功率超声的应用和对国民经济建设的作用三方面,阐?     

矩形板高阶模式超声振动辐射器的研究

在耦合振动理论以及矩形截面细棒弯曲振动的基础上,本文对矩形薄板的弯曲振动进行了研究,推出了自由边界矩形薄板的弯曲振动频率方程,研究了薄板的振动模式及其与共振频率的关系.实验表明,矩形薄板弯曲振动共振频率的测量值与计算值符合很好.用共振式矩形薄板作为超声清洗等液体中超声应用技术的声波辐射器具有声场分布均匀,换能器频率调节容易,声波辐射面大等优点,是一种很有前途的新型超声源.     

周期裂纹和刚性线尖端场干涉效应研究

研究双周期裂纹和刚性线夹杂非均匀材料的反平面剪切问题。基于保角变换技术和椭圆函数理论,获得了问题应力场的全场精确解,给出了裂纹和刚性线尖端应力强度因子的封闭形式解答,讨论了裂纹和刚性线尖端场的干涉效应。数值结果表明：改变水平和垂直分布周期对裂纹和刚性线尖端场影响明显不同;裂纹长度2a逐渐增大时(0≤a/ω1≤0.5),裂纹尖端应力强度因子从1逐渐增大到无限大,而刚性线的尖端场变化不大;刚性线长度2d逐渐增大时(0≤d/ω2≤1),刚性线尖端应力强度因子逐渐减小,而裂纹的尖端场仅略微增大。     

一种近似测量换能器效率及其等效电参数的简易方法

本文提出了一种近似测量换能器效率的简易方法.在换能器负载对其共振频率影响不大的情况,利用换能器的等效电路,根据换能器效率的定义,推出了只依赖于频率及谐振时换能器两端电压与电流之间相位角的效率表达式,把测量阻抗的要求变成了测量相位角的要求,与导纳圆法比较,所用仪器简单,测量迅速,克服了导纳圆法中逐点测量及逼近的麻烦,为迅速分析换能器的性能提供了一条简单的测量途径.     

准平板型声透镜的聚焦原理及其计算

本文阐述了准平板型声透镜的聚焦原理,并根据声的折射定律和到达焦点的声束必须同相的条件,推导出了点声源和平行声束入射时准平板型声透镜的计算公式,并以平行声束入射的情况为例,分别用所推得的公式设计、制作了斜面形和弧面形准平板声透镜,观测了它们的聚焦性能,给出了有关的曲线和图片.经观测,透镜的聚焦性能是令人满意的.     

纳米压痕和划痕法对含氧化铈薄膜机械性能的测定

采用溶胶-凝胶法在玻璃基体上制备了CeO2-TiO2单层膜、TiO2-SiO2单层膜和CeO2-TiO2/TiO2-SiO2双层膜,采用纳米压痕和划痕法对薄膜的机械性能(纳米硬度、弹性模量、临界载荷、摩擦系数)进行了分析.实验结果表明,双层膜与玻璃基体的附着力以及弹性模量、硬度等指标均大于单层膜,由TiO2-SiO2组成的内层,对强化附着力起到了关键作用.     

模式转换弯曲振动超声换能器的研究

本文研制了一种由纵向振动夹心式压电换能器和弯曲振动细棒组成的纵一弯模式转换弯曲振动超声换能器，从理论上分析了此类换能器的两种振动模式，井推出了其共振条件．实验表明，换能器共振频率的测量值与理论值符合很好，弯曲振动换能器的能量转换效率较高，性能稳定，在实际生产中具有广泛的应用．     

带永久磁钢的磁致伸缩探测器及其在声功率测量中的应用

本文研究了带永磁钢的磁致伸缩探测器以及在超声频声功率的电测法上应用.根据超声频拾振测量的需要,针对目前压电拾振和光测拾振的缺点,适当的给磁致伸缩探测器附加了永久磁钢,使之在我们的测量范围内,拾振的信号电压基本上和物体的振动速度成正比.它的灵敏度很高,不但可以拾振铁磁性振动物体,而且可以在弱磁性物体——像铝合金、钛合金等振动物体上拾振测量.本文给出45号钢、铁合金、铝合金的拾振校正曲线,还列举了带永磁钢的磁致伸缩探测器在超声频功率的电测法上应用.     

压电体中考虑表面效应时开裂孔洞的断裂特征

研究了反平面机械载荷和面内电载荷作用下压电体中考虑表面效应时孔边双裂纹问题的断裂特征。基于Gurtin-Murdoch表面理论模型,通过构造映射函数,利用复势电弹理论获得了应力场和电位移场的闭合解答。给出了裂纹尖端应力强度因子、电位移场强因子和能量释放率的解析解。讨论了开裂孔洞几何参数和施加力电载荷对电弹场强因子和能量释放率的影响。     

微波辅助萃取应用研究进展

近年来关于微波辅助萃取(MAE)与其他各种样品前处理技术的结合使用,以及与多种检测技术在线联用的研究越来越多,此外离子液体等新型绿色溶剂作为萃取剂在MAE中的应用也开始得到广泛关注.本文综述了近几年微波辅助萃取在环境、天然产物提取、食品和药物分析领域的应用情况,并对其将来的发展进行了展望.