超聲駐波聲場中粒子振動的實驗研究.pdf

1、自聲懸浮這一物理現象被發(fā)現以來，就得到了各界廣泛的關注。相比較磁懸浮、靜電懸浮，聲懸浮具有更好的生物相容性。并且聲懸浮裝置相對其他懸浮設備更小巧便捷。隨著聲懸浮技術不斷的發(fā)展，懸浮能力不斷的提高，其在各領域學科研究中的應用也越來越廣泛。但是，聲場中粒子的振動是限制其應用的關鍵技術。
　　聲懸浮中粒子振動僅有的研究大多圍繞振動時滯性以及懸浮位置進行，沒有對諧振腔長度這一影響駐波場的重要因素進行分析，這主要是由于缺乏能夠精密調節(jié)諧振腔

2、長度的實驗裝置。
　　論文設計了一種利用諧波減速推桿進行諧振腔長度精密調節(jié)的機構，并使用光電編碼器以及 ENC7480編碼器計數卡進行位置半閉環(huán)控制。利用套筒裝置改善了諧波推桿僅能實現小位移量程調節(jié)的缺點。采用柔性硅膠反射面代替了常規(guī)的金屬反射面。利用3D打印技術改進了反射面的設計方法，提高了制作的柔性化，降低了制作成本，減少了制作周期。
　　利用高速攝像機對粒子振動情況進行拍攝，并利用圖像處理技術提取出粒子振動的軌跡。在此

3、基礎上，運用多種信號處理方法對粒子振動軌跡進行處理，采用FFT、箱型圖、位置散點圖、速度分布圖以及加速度矢量圖等多種分析方法對處理后的粒子振動軌跡進行分析。研究了包括粒子振動頻率、振幅、位置、速度、加速度等振動聲參數隨諧振腔長度的變化以及這些物理量和實驗變量的相互作用關系。
　　在研究粒子振動頻率隨諧振腔長度的變化規(guī)律基礎上，提出根據粒子振動頻率來估計當前諧振狀態(tài)的方法。在研究粒子振動過程中，對比橫振與縱振的差別進而提出了抑制大振