實驗名稱：超聲駐波多層懸浮試驗及仿真

圖1：超聲駐波懸浮試驗系統(tǒng)實物圖

實驗中使用ATA-2022B高壓放大器、函數(shù)信號發(fā)生器、示波器、超聲波換能器、反射端和高速成像測量系統(tǒng)來搭建超聲駐波懸浮試驗系統(tǒng)。首先進行多層懸浮試驗，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出頻率為40kHz、幅值為20Vrms、占空比為50%的方波信號，使換能器工作于最佳諧振狀態(tài)；調(diào)整諧振腔長度h為35mm左右時，實現(xiàn)了8個聚苯乙烯小球在空氣中的穩(wěn)定懸浮，如圖2左邊所示。通過計算可知，八層懸浮模式時的理論諧振腔距離應(yīng)為33.5875mm，與試驗值誤差約為4.205%。

圖2：左邊為八層懸浮試驗，右邊為九層懸浮試驗

調(diào)整諧振腔距離h為39.5mm時，可實現(xiàn)聚苯乙烯小球的九層懸浮模式，如圖右邊所示。相對于八層懸浮，小球徑向位移增大明顯增大，不斷在中軸線位置上左右搖擺、受微小擾動后很難回復(fù)到穩(wěn)定懸浮點，最后脫離聲場。這是由于隨著諧振腔距離的不斷增加，聲場能量損耗增大，小球在聲場中受到的懸浮力減小、懸浮穩(wěn)定性降低。

電壓放大器推薦：ATA-2022B

圖：ATA-2022B高壓放大器指標參數(shù)

應(yīng)用：超聲測試、無損檢測、驅(qū)動壓電陶瓷、介電電泳細胞分選、超聲霧化、超聲聚焦

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審核編輯 黃宇