超聲駐波懸浮傳輸裝置的研制與實驗（應(yīng)用型）.pdf

1、隨著物理、化學、生物、制藥、材料以及力學等學科的迅速發(fā)展，對樣品的處理要求越來越高，傳統(tǒng)的樣品處理方法會使樣品與容器器壁接觸，而容器器壁會對樣品產(chǎn)生各種干擾，如：容器器壁會對被分析樣品產(chǎn)生污染，其吸附性會影響本來就微量的待測物的成分檢測，并且會對采用光學手段進行檢測的檢測信號產(chǎn)生干擾。超聲駐波懸浮技術(shù)可以實現(xiàn)被分析樣品的無容器處理，因而可以避免因容器器壁在樣品處理過程中產(chǎn)生的各種缺陷，超聲駐波懸浮傳輸技術(shù)還可以實現(xiàn)被檢測樣品的非接觸式傳

2、輸、融合、提取等。超聲換能器以及換能器陣是實現(xiàn)駐波懸浮傳輸?shù)难b置。
　　本文首先分析了超聲駐波聲場中的波動方程，以此方程為基礎(chǔ)得出了平面駐波聲場中聲壓的分布以及媒質(zhì)質(zhì)點速度的分布，結(jié)合時間平均勢的理論，獲得了平面駐波聲場中被懸浮小球受到的聲輻射力，并根據(jù)懸浮小球受到的重力與聲輻射力的關(guān)系得到了懸浮小球的理論穩(wěn)定懸浮位置。其次，利用得出的聲輻射力的表達式，理論計算出本文對換能器輻射端振幅的設(shè)計要求。本文要求設(shè)計的單軸式換能器能懸浮起

3、鋼球；換能器陣能實現(xiàn)泡沫小球的懸浮傳輸，因此要求換能器陣元能夠懸浮起泡沫小球；根據(jù)此要求，得出此時要求單軸式換能器輻射端的振幅為66.08μm，換能器陣元的輻射端振幅為7.5μm；以換能器輻射端的振幅為設(shè)計目標，根據(jù)一維變截面桿的縱振方程，采用解析法對本文的單軸換能器以及換能器陣進行設(shè)計，并對設(shè)計的換能器進行模態(tài)分析。再次由于換能器陣元之間存在頻率差異，為了減小頻率差對傳輸?shù)挠绊?，對換能器陣元采用柔性支撐的方式，本文為所設(shè)計的懸浮傳輸器