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超聲懸浮儀的技術(shù)原理及參數(shù)介紹
閱讀：2881 發(fā)布時(shí)間：2022-4-11
超聲懸浮是高聲強(qiáng)條件下物體受到聲場(chǎng)的聲輻射壓力而產(chǎn)生的一種非線性現(xiàn)象,超聲駐波懸浮是利用超聲換能器的輻射端產(chǎn)生高頻的活塞式振動(dòng),在介質(zhì)中形成聲場(chǎng),并在聲波傳輸路徑上放置反射端,使聲波反射回來與入射聲波相互疊加，調(diào)節(jié)輻射端面與反射端面之間的距離,使之為超聲波半波長(zhǎng)的整數(shù)倍,入射波與反射波在聲場(chǎng)空間中反復(fù)多次疊加形成高強(qiáng)駐波聲場(chǎng)，并形成輻射聲壓,置于駐波聲場(chǎng)中的物體在輻射聲壓的作用下,將達(dá)到懸浮狀態(tài)。高強(qiáng)駐波聲場(chǎng)在軸向和徑向上均存在--定的聲壓梯度,使物體在軸向和徑向上均受到回復(fù)力的作用,當(dāng)被懸浮物受到輕微擾動(dòng)偏移平衡位置時(shí),能夠在回復(fù)力的作用下再次回到平衡位置。這種多功能的聲學(xué)懸浮應(yīng)用于分析化學(xué)、材料科學(xué)、藥學(xué)、微組裝等領(lǐng)域。
超聲懸浮儀是促進(jìn)單顆粒、液滴研究的有力工具。由于它可以不接觸物體，讓它懸浮在一個(gè)固定的位置，所以研究的過程不會(huì)被接觸表面影響。該超聲懸浮裝置配合它多種光學(xué)特性，使它能夠用于多種科學(xué)研究。
技術(shù)原理：超聲駐波在超聲波傳感器和反射器之間產(chǎn)生。在該駐波內(nèi)的壓力至小點(diǎn)可以抵消重力并懸浮樣品。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，只要樣品的有效直徑大約小于波長(zhǎng)(聲音)的一半可以懸浮的。
德國(guó)tec5超聲懸浮儀的工作環(huán)境為常壓下0℃至70℃之間，在外界空氣中的標(biāo)準(zhǔn)工作頻率為58 kHz (可選100 kHz型)。在標(biāo)準(zhǔn)頻率58 kHz下可測(cè)直徑在20 µm - 2.7 mm范圍內(nèi)的樣品(體積小于10 µl)，在100 kHz下可測(cè)直徑在20 µm - 1.4 mm范圍內(nèi)的樣品(體積小于1.5 µl)，該懸浮儀適用于密度范圍為0.5-2 g /cm³的樣品。