微型探头测量脉冲超声场参量的初步研究

报道用笔型水听器测量CTS—2A型超声诊断仪的1.25,2.5MHz探头的声场参量结果。1.25MHz探头在轴向距离13cm处声压P_ =0.15789MPa,P_-=0.11658MPa,I_(SPTP)=1.66W/cm~2;2.5MHz探头在轴向距离15cm处P_ =0.055MPa,P_-=0.05955MPa,I_(SPTP)=0.183W/cm~2。声脉冲宽度约在3～5μs。在这样的条件下,液体介质存在引发声空化潜在的危险。     

染色法测量超声空化场研究

简易、形象地评定声空化强度与分布是功率超声技术应用中的重要技术.本文利用染色法测量侧置换能器清洗水槽中声空化场,通过改变功率,对多种染色载板的染色效果加以比较,给出3种适合不同功率情形使用的染色载板,并提出染色法最佳观测时间和最佳观测方法.同时,研究了变频条件下清洗水槽中的空化分布.结果表明,连续变频下获得均匀的空化场.染色法能形象描述超声清洗设备和声化学反应器中的声空化分布,并且具有简单、直观、经济、可信度高的优点,是一种实际可行的声空化定性评价方法.     

水听器法测量功率超声振动珩磨空化声场分布

为了直接、简便地研究功率超声振动珩磨作用下的空化效应,对其声场建立数学模型,采用水听器对功率超声振动空化声场参数进行了定点测量,对数学模型所得到的仿真结果进行验证。为了研究流体介质中超声空化声场的分布情况,采用水听器法对不同功率与不同种类液体介质中的辐射超声场进行了多点声压测量。通过对比试验数据分析发现,声波沿换能器截面方向成对称分布,沿换能器轴向方向随距离的增加而衰减;不同种类的液体介质也会影响声压的分布以及空化效应的强弱。该方法可以直观的评价超声振动珩磨作用下的空化声场的强度和分布情况,对后续研究超声珩磨的空化泡动力学行为以及对超声振动珩磨装置的优化设计具有一定的实际应用价值。     

声致发光法测量超声空化场的实验研究

依据鲁米诺增强声致发光原理,采用微光测量系统,对超声清洗槽内空化声场进行了测量,分析了声致发光强度与功率密度及驱动频率的关系.结果表明,当输入功率密度超过声致发光阈值时,液体中才出现声致发光现象;同一功率密度条件下,不同超声频率发光强度不同.     

声化学反应器中声场非线性研究

推导了利用声压基频和二次谐频分量计算溶液中声场非线性参量的公式,并利用该公式计算了不同功率下侧壁黏结换能器水槽式声化学反应器中亚甲基蓝水溶液的声场非线性参量.结果表明,反应器中亚甲基蓝水溶液的声场非线性明显,低功率下非线性参量测量结果接近标准值,随激励功率增加导致声空化效应增强,非线性参量也随之而增大.     

超声空化场中的球旋转

根据P.Langevin对声辐射力的推算和C.Eckart的声流理论,实现了超声喷泉中一个球体的旋转和两个球体按相反方向的旋转,同时观察到这些球体的旋转随超声功率的增大而加速.这种由频率1.7 MHz和电功率45W的超声所产生的超声喷泉,可以看作是一种向上喷射的超声空化场,它拥有一种单方向的辐射力和对称的回旋声流,正是这种空化场所具有的这类典型的声学非线性特性才为球体的旋转提供了稳定的旋转力矩.     

超声空化场中的球旋转

根据P.Langevin对声辐射力的推算和C.Eckart的声流理论,实现了超声喷泉中一个球体的旋转和两个球体按相反方向的旋转,同时观察到这些球体的旋转随超声功率的增大而加速.这种由频率1.7 MHz和电功率45W的超声所产生的超声喷泉,可以看作是一种向上喷射的超声空化场,它拥有一种单方向的辐射力和对称的回旋声流,正是这种空化场所具有的这类典型的声学非线性特性才为球体的旋转提供了稳定的旋转力矩.     

离子渗氮热工参量的测量

分析了离子渗氮过程中干扰热工参量测量的原因,进而论述了在双重加热离子渗氮炉的研制中所采取的技术措施及其使用效果.     

复频超声的声化学作用

研究了复频超声产生声化学过程的机理和声化学产率,给出了复频超声在介质中相互作用引起空化波动方程的解析解,将复频超声在液体中相互作用产生的散射谱与单频进行比较,证明了复频超声声化学作用优于单频超声。     

光纤水听器测量聚焦换能器声压和温度分布

为了解决人体中高强度聚焦超声(HIFU)焦点处的温度场分布检测的难题,给出了从声压分布入手探测温度场分布问题的新方法。通过搭建光纤水听器自动扫描系统,利用光纤水听器同时测量仿组织材料（TMM）样本中焦斑区域的声场和温度的分布,探究声压和温度在人体组织中的分布关系。通过实验得出,声压最大处和温度场最高处坐标同为(0 mm,0 mm);-3 dB和-6 dB声束宽度：声压为2.4 mm、3.22 mm,温度为2.44 mm、2.98 mm。实验结果表明,声压和温度的最大值高度重合;仿组织材料样本中超声焦点处的横切面温度分布要比声压分布陡峭,即相比声压分布,温度场的能量分布更加集中,焦点半径更小。     

超声多普勒血流测量的误差及其仿真研究

首次讨论了声折射和使用仪器引起的测量误差。仿真研究表明,血液测量与首层组织的声速和操作者所采取的角度有关,从而得出使测量误差最小的最佳角度。最佳角度与日前实用的测量角度一致。     

非线性超声场中医用微泡的空化预测研究

以两种常见医用微泡的实验材料为计算参数,利用修正的Rayleigh-Plesset方程,对粘滞流体中不同半径的医用微泡在非线性超声波驱动下的空化行为进行了数值仿真.结果表明:一定驱动声频下,声压越大,医用微泡的空化概率越大,且向半径减小的方向移动,其空化概率受微泡材料参数影响也较大;同时,声作用周期个数越多,空化概率越大.当声作用周期个数增到一定数量时,其空化概率达到饱和.     

复频超声的声化学作用

研究了复频超声产生声化学过程的机理和声化学产率 ,给出了复频超声在介质中相互作用引起空化波动方程的解析解 ,将复频超声在液体中相互作用产生的散射谱与单频进行比较 ,证明了复频超声声化学作用优于单频超声 .     

超声场中Ag-Cu-Sb三元共晶的生长机制

在频率为35 kHz的超声场中实现了三元Ag_42.4Cu_21.6Sb₃₆共晶的液固转变. 凝固过程中合金熔体内部的声场分布表明, 在声波的传播方向上, 随着液固界面自下而上推移, 界面处液相中的声强逐渐升高. 超声场的不均匀性促使(ε +θ +Sb)三元共晶生长形态沿声波传播方向呈现出“三元离异共晶-不规则和规则三元共晶混合组织-规则三元共晶”的区域特征. 在声强最高的区域内, 空化效应引发3个共晶相独立形核, 声流有效抑制了共晶相的协同生长, 组织生长形态为粗大的三元离异共晶. 同时, 声场加速了共晶液固界面前沿的溶质传输, 降低了3个共晶相对溶质元素的固溶程度.     

超声空化场热释放现象的实验研究

在1.65MHz、3W/cm2的超声空化场中,沿垂直声波辐射方向插入高分子材料ABS等试验板,板面上即刻出现熔化现象:超声空化场的一种热释放。若使这种空化场形成超声喷泉,其热释放的效果更加明显。采用圆柱形套管和圆锥形套管对这种超声喷泉进行聚束喷射,还可加剧这种热释放。作者认为,大量空化泡塌陷、爆裂时的高温声冲流和高压冲击波是使这种低导热系数试验板热变熔化的主要机制。超声喷泉中隐含的空化集中作用,以及聚束状态下附加的空化集中作用和声能密度的增加,则进一步增强了这种热释放。     

纺织品抗紫外辐射的特征参量与测量

探讨了纺织品的防紫外特性及其测试方法,研究了布料抗紫外能力与各种因素之间的关系,结合大气的紫外特性,皮肤对紫外辐射的生理反应和相应的测试方法,提出了表征布料防紫外性能的特征参量,为布料的防紫外能力标定提供依据。     

超声造影剂的声学特性

研究了一种新型超声造影剂SDA的声学特性 .SDA即声振葡萄糖白蛋白溶液 ,是一种含有稳定包膜气泡的悬浮液 ,微气泡的平均直径为 2 .0 μm .测量了SDA(浓度从 1.0× 10 7到 2 .0 5× 10 8个 /mL)的线性和非线性超声参量 ,包括声速、声衰减、非线性声参量及它们随气泡浓度的变化关系 .在 2～ 6MHz频率范围内 ,SDA的衰减系数随气泡浓度和频率线性增长 .值得指出的是 ,SDA的非线性声参量B/A值非常惊人 ,并随着气泡浓度的增长而急剧增大