聚焦非线性声场中耗损媒质的非线性声参量B/A 定征

对圆形活塞聚焦换能器在耗损媒质中产生的基波及二次谐波声场进行了理论分析,并对焦点处的基波及二次谐波幅值关系进行了讨论.在高线性聚焦增益条件下提出了用插入取代法测量非线性声参量的新方法,并对部分生物组织的非线性声参量B/A值进行了实验测量.     

聚焦非线性声场中耗损媒质的非线性声参量B/A 定征

对圆形活塞聚焦换能器在耗损媒质中产生的基波及二次谐波声场进行了理论分析,并对焦点处的基波及二次谐波幅值关系进行了讨论．在高线性聚焦增益条件下提出了用插入取代法测量非线性声参量的新方法,并对部分生物组织的非线性声参量Ｂ／Ａ值进行了实验测量．     

声化学--一个引人注目的新的化学分支

20世纪80年代中期声化学作为一个新的化学分支开始形成.声化学的出现引起了许多技术先进国家的重视,投入人力和物力加强研究,声化学的国际学术组织、学术杂志相继出现,相关的学术活动也十分频繁.迄今已经获得了大量的实验室研究成果,科技工作者们正面临着向工业生产转化的巨大挑战.本文扼要地介绍了这些情况,并对我国声化学发展提出了相关的思考.     

开口式行波热声发生器

考虑入射波和反射波, 建立行波热声系统内管末端阻抗与管口阻抗的理论模型, 详细对比管 末端封闭和开口对压力、体积流率、阻抗和声功的影响, 指出开口式行波系统的声场特点. 在此基 础上, 研制了一台开口式低频行波热声发生器, 它由环形圈、开口式谐振管、回热器和冷热端换热 器等元件组成. 以1 bar 空气为工质, 运行频率74 Hz, 在输入热量210 W 时, 管口处声压级达到 133.4 dB, 距离管口0.5 m处声压级为101 dB, 性能已达到低频声源可应用的范围. 随着研究的深入, 出口处声压级可达到150 dB, 有望解决现有低频声波发生器声压低、装置复杂、声学性能重复性差 等问题, 可以为低频远距离噪声实验或者工业声源和振动提供高声强声源.     

超声空化效应和声化学研究进展

本文对声化学这门新学科进行了系统地论述。对声化学的引发机制──超声空化效应的动力学理论．包括目前已得到公认的Ｎｏｌｔｉｎｇｋ—Ｎａｐｐｒｉａｓ的“热点”理论，以及尚存争议的“空穴放电”理论作了介绍．在此基础上对声化学的反应机理进行了评述．并对声化学多相合成反应进行了论述．同时，指出了声化学机理研究中尚待解决的问题。     

双频正交辐照的声化学效应研究

声化学是80年代中后期兴起的一个新的化学分支,同时也是一项加速化学反应或启通新化学反应路线的高新技术,声化学正在化学和化工各个领域取得迅速发展.但迄今几乎所有声化学工作都是在单频超声辐照下完成的.最近我们首次将28kHz与0.87MHz超声组合成正交辐照系统,并用电学法与碘释放法对该辐照系统的声化学效应进行了实验研究,结果发现,该辐照系统给出的声化学产额远远超出两个单独辐照产额之和.这一结果令人十分鼓舞,它将可能对声化学的技术发展产生十分重要的影响.     

声表面波式小波变换器件的研究

提出了用小机电耦合系数K²的基片(如X-112Y LiTaO₃)制作声表面波式小波变换器件, 从而减小了指条的反射, 即减小了该器件的误差, 并且得到了小波式发射叉指换能器的中心频率越小, 其误差越小的结论. 最后, 提出了使用机电耦合系数比X-112Y LiTaO₃的机电耦合系数还要小的基片来制造中心频率在100 MHz以上的小波式发射叉指换能器和接收叉指能器, 这样可以减小中心频率100 MHz以上的小波式发射叉指换能器和接收叉指能器的误差.     

基于声透镜的三维同时光声层析成像技术

提出了一种能实现连续分布物体的三维同时光声层析成像的新方法, 利用一个具有二维并行成像能力而且具有较大焦深的声透镜, 把一个三维物体并行成像在声透镜的像面上. 由于声透镜具有较大焦深, 可以把不同物面的光声信号准确成像在同一像面. 根据成像系统的正弦定理, 同一物面所产生的光声信号同时到达像面, 而不同物面所产生的光声信号需要不同的时间到达同一像面, 由于光速远大于声速, 因此可以利用时间分辨技术实现三维物体的同时光声层析成像. 实验结果表明, 该成像系统可以同时获得三维物体的不同层面的层析图像.     

生物介质中非线性声参量对温度依赖关系的研究

近年来，在超声医学中，由于高强度聚焦超声（HIFU）的快速发展，人们更多的关注无损测量组织温度，准确地确定超声灼烧的范围和程度。无损测量灼烧部分的温度和实时的反映生物组织中的温度分布状况，已成为人们关注的热点。本文研究生物组织的非线性声参量B/A与温度的关系，并同理论和热电偶的实验结果相比较，结果表明B/A是进行监测生物组织温度的有效工具。     

健康建筑声环境研究进展

建筑及城市声环境是健康建筑质量的重要组成部分.本文首先讨论了从噪声控制到声景营造,即从降低负面健康影响到促进公众健康的发展趋势,在这个从观念到理论到方法的转化过程中,声环境对人的健康影响有了更为科学的研究视角和操作方法,与基于健康理念的声环境设计共同成为声景研究持续关注的焦点.在此基础上,介绍了一些近期的创新研究成果,包括声景感知对健康效应的影响,及声景的心理生理学方面的系统性综述研究;基于恢复性环境理论的城市公共开放空间声景恢复性效应的理论发展和实证研究进展、典型声景的生理指标变化的敏感性研究;针对特定群体健康影响的研究,包括儿童恢复性声景研究、环境噪声对儿童认知能力的影响研究;针对特定空间的声环境健康研究,包括医院声环境对住院病人健康、对医护人员工作效率的影响等.总体而言,声景的生理学和神经生理学研究尚处于起步阶段,有许多方面值得研究;城市公共开放空间声景恢复性效应,其影响机理和主动调节层面还有值得深入研究的内容;针对特定人群和特定空间的声景健康研究还将拓展到其他人群和空间,研究也将从客观影响规律走向基于健康的声环境主动设计.     

超声强化O3氧化偶氮染料的特性

偶氮浓度被广泛应用于印染、纺织和造纸厂,因其结构复杂、性质稳定,由其产生的废水是一种难以生物处理的工业废水,O3虽能与其反应,破坏其结构,但在投入量有限的条件下,偶氮染料分解不彻底,而且成本高,超声可以强化O3氧化偶氮染料能力,采用偶氮胂I为研究对象,研究了超声强化O3氧化降解偶氮胂能力,其试验结果表明：（1）与O3氧化降解偶氮胂I相比,超声协同O3氧化速度快,偶氮胂受O3分解产生的O自由基作用,生色基团被破坏,溶液的颜色消失,（2）在超声协同O3的作用下,偶氮胂I中－N＝N－键断裂,形成硝基和亚硝基,苯环开环破裂,氧化形成羧酸,磺酸基断裂形成H2SO4,因此,溶液pH在处理过程中不断下降,直到3．2。     

采用调幅聚焦超声定位和快速Fourier变换的光学层析方法

演示了一种对强散射介质的光学层析新方法,将一个10kHz的正弦波作为探测波,通过幅度调制加载在1MHz的超声波上,并将超声波聚焦用于定全生物组织内的散射光子,从焦点发出的带有调制信息的散射光信号由探测器接收并用实时快速Fourier变换解调,该方法可用于对具有不同光学参数的生物组织结构进行了超声定位光学层析,改善信噪比,提高检测精度和成像速度,通过探测和分离超声调制的散射光信息,实现了采用调幅超声定位的模拟生物组织中隐含物的光学层析图像,探测深度达到30min。     

突破液氢温度的热驱动热声制冷机

提出了一种“二介质耦合声学放大器”作为热声发动机与低温脉冲管制冷机的新型耦合机构, 使其继续保持压力幅值放大的功能, 且能够在热声发动机和脉冲管制冷机之间安装弹性膜. 利用此新型耦合机构, 可以使热声发动机以氮气为工作介质获得较低的工作频率, 而脉冲管制冷机则可采用氦气为工作介质使其优良的低温制冷性能得到保证. 采用聚能型行波热声发动机驱动, 最终使一台两级脉冲管制冷机获得了18.7 K的无负荷温度, 使热驱动的热声制冷机突破了液氢温度.     

石墨烯海绵的光声效应

探索了三维石墨烯海绵的光声效应.由于其具有均匀的孔结构以及良好的吸光特性,石墨烯海绵能产生均匀的光声信号.通过研究石墨烯海绵在不同气体中的光声效应,获得了所产生的光声信号与气体性质的关系.研究发现,石墨烯海绵在不同频率(20~20000 Hz)范围内,产生的光声信号均具有良好的谐振性.为了进一步解释石墨烯海绵的光声机理,建立了相应的理论模型.这些结果为利用石墨烯材料在光声器件等方面的研究提供了有益的借鉴.     

应用声笔数字化器——计算机分析超声心动图的初步研究

近年来应用超声心动图(Echocardiogram以下简称UCG)作为一种无创伤诊断心脏疾病的新技术,被人们公认为诊断不可缺少的重要手段之一。由于目前我国多采用手工方法测量UCG,不仅效率低,甚至丢失了不少有意义的信息,影响了UCG在科研和实际应用中的价值。我们采用由声笔数字化器和计算机组成的UCG自动分析系统,不仅提高UCG分析计算效     

百瓦级行波热声发电机实验样机研究

报道了一种行波热声发动机驱动直线发电机产生电能的实验研究. 在原理实验中, 当热声发动机工作压力为2.5 MPa、谐振频率为64 Hz, 且压力振幅为0.2 MPa时, 该直线发电机可输出100 W以上的电能.     

流动聚焦研究进展及其应用

流动聚焦(flow focusing)是一种毛细流动现象, 1998 年被正式提出. 其原理为从毛细管流出 的流体由另一种高速运动的流体驱动, 经小孔聚焦后形成稳定的锥形, 在锥的顶端产生一股微射 流穿过小孔, 射流因不稳定性破碎成单分散性的微滴. 该技术稳定、易操作、没有苛刻的环境条 件, 可以制备微米量级甚至数百纳米量级的液滴、气泡、颗粒和胶囊等微粒子, 在科技领域和工 程实际中都有重要的应用价值. 本文回顾了流动聚焦技术的研究进展, 包括实验、理论和数值模 拟, 并对其应用进行了简要评述, 最后对流动聚焦的发展趋势做出展望.     

锐·聚焦

<正>"天上一轮才捧出,人间万姓仰头看"。五千年来,中国人对月球歌之咏之,祭之拜之。进入现代社会后,却是美苏两国在上世纪中叶发起了一轮登月竞赛,之后归于沉寂。如今,沉寂了几十年的月球又将不寂寞。中国人描绘了几千年的美丽"嫦娥"将再次带去地球人的问候……     

不同声压下酒精水溶液中的单泡声致发光

测量了不同浓度酒精水溶液中单泡声致发光随驱动超声声压大小变化关系曲线. 结果表明, 根据光强-声压(I-P_a)曲线的变化关系, 可以把酒精浓度分为3个区域. (1) 在较低浓度时, 随着酒精浓度的增加, 曲线往低声压方向移动, 驱动声压变化较大; 相同声压下, 单泡声致发光的发光强度随酒精浓度增加而增加. (2) 当酒精浓度稍高时, 驱动声压变化较小; 相同声压下, 单泡声致发光光强随酒精浓度的增加而降低. (3) 进一步增加酒精浓度, 光强随酒精浓度变化关系趋势在不同声压下的关系不同, 但I-P_a曲线的斜率随酒精浓度的增加而降低. 可以通过气泡动力学以及酒精的物理化学性质解释这些结果, 同时这些结果也有助于进一步了解单泡声致发光的发光机制.