功率超声技术的研究现状及其最新进展

对功率超声的产生、功率超声技术的作用机理以及功率超声的有关应用技术进行了简要概述,重点介绍了近年来功率超声的一些新技术及其机理研究的新进展。     

气介式弯曲振动换能器的辐射声压及其指向特性

讨论了边缘自由的薄板轴对称弯曲振动时的频率方程及其解．给出了频率方程的前 １５ 个根（σ＝ ０２８）和振动频率;推导出各阶振动模式的通用声压及其指向性表达式;绘出了薄圆板轴对称弯曲振动辐射声压的远场指向性图,为分析和设计复合弯曲超声换能器提供了理论依据     

一种新型的多层共振结构

我们提出一种新型的多层共振结构,即带尾巴的共振结构,它是由尾巴层和共振层两部分构成.这种共振结构能够在阻抗不匹配的介质间实现声波能量的有效耦合,这种功能是传统的单层共振结构不可能具备的.我们讨论了两类带尾巴的共振结构的特性和解释了产生这些特性的原因.在这种新型的共振结构中,一般而言尾巴层起振幅放大作用,而共振层起频率选择作用.     

超声场中双气泡非线性动力学参数

从气泡动力学出发,建立了双气泡在外加声场作用下的运动方程,对气泡间的相互作用力进行了研究.研究结果表明：考虑到气泡之间相互作用后,气泡的运动方程、谐振频率、谐振时半径的变化情况明显与单个气泡不同,这些参数不只与气泡各自的初始半径,外加声压强度,液体的黏滞性等因素有关,还与它们之间距离和相对另一气泡的初始半径有关.研究发现：气泡的谐振频率与它们之间距离有关,随着气泡之间距离的增大,其谐振频率在不断减小.但当它们之间的距离增大到某一值时,其谐振频率趋于一定值.这也可以理解为当气泡相对较远时它们之间的相互作用对其影响可以忽略,此时的谐振频率即为单泡的谐振频率.对于谐振时它们的半径变化而言,两气泡之间的作用是相互抑制的,但气泡的初始半径的不同,这种抑制作用的强、弱不同.气泡初始半径相同的气泡,相互抑制作用较弱,数值计算表现出半径相同时其谐振半径的变化幅度要大于半径不同时的结果.     

一种新型的功率超声辐射器研究

1 共振式辐射器的设计理论共振式高效辐射器是一块矩形薄板,其厚度 h 远小于辐射面的最小尺寸 l_y,对于薄板的自由振动,描述其弯曲振动的运动方程为, 为板的面密度,ρ为体密度,h 为板的厚度,D 为薄板的弯曲刚度,E 和 v 分别是材料的扬氏模量     

变截面声波导管等效电路研究

从特殊波动方程出发,推导出有限长变截面波导管统一的T型等效电路,并依据电路分析理论,给出阻抗转移公式.最后,讨论了指数形波导管的阻抗特性,分析了输入阻抗与负载阻抗之间的关系.结果表明,应用此公式对不同形状波导管进行分析和设计比其他方法更为简便.     

应用Chirp-Z变换频谱细化倒谱分析生物软组织散射微结构特征

从软组织散射元准周期规则分布可导致超声散射信号产生相干峰的机理出发，提出了利用Chirp—Z变换频谱细化倒谱估计散射元平均间距及其变化的新方法，并利用该方法对仿体和生物软组织的回波信号进行了分析．结果表明，该方法是软组织超声散射信号分析与软组织散射子平均间距定征的一种有效方法．     

弯曲振动超声换能器的振动特性及辐射声场研究

对弯曲振动气介式超声换能器的振动特性及辐射声场进行了研究.该换能器由中心激励的弯曲振动圆盘及纵向振动夹心式压电陶瓷换能器组成.对圆板的轴对称弯曲振动进行了分析,得出了边界简支薄圆板的共振频率方程,推出了夹心式换能器与弯曲圆盘复合振子的机电等效电路及总体频率方程,并求出了其辐射远场声压分布指向性的解析表达式及换能器辐射近场的三维声压分布.结果表明,弯曲圆盘换能器的近场声压分布同样具有指向性,且主要分布在与换能器横向尺寸相同的空间内.对于弯曲振动圆板不同振动模式,等效电路参数及声场分布和指向性不同.     

超声旋转行波马达研究

采用解析法求解了环形行波超声马达定子振动的幅频特性，并在此基础上，依据马达转子的动力学方程，建立了定子与转子间的接触数学模型，从理论和实验两个方面分析了输入激励电源频率及电压大小变化对马达输出机械特性的影响，结果表明，超声马达的输出特性与激励电源的参数密切相关，在谐振频率附近，马达的阻转力矩和输出转速都有较大增加，增加驱动电压，阻转力矩和输出转速将单调增大。