【概述】

鄭州大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)使用ATA-8152射頻功率放大器，搭建超聲空化場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)。

實(shí)驗(yàn)名稱：ATA-8152射頻功率放大器在穩(wěn)態(tài)空化法形成微納米氣泡中的應(yīng)用

研究方向：超聲空化制備微納米氣泡

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：ATA-8152射頻功率放大器，信號(hào)發(fā)生器，超聲換能器，高速攝像機(jī)，光源等。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：本研究旨在探究不同超聲頻率和功率條件下，微米氣泡（MBs）和納米氣泡（NBs）的形成機(jī)制。采用駐波超聲換能器（SWU）和聚焦超聲換能器（FU）分別構(gòu)建穩(wěn)態(tài)空化場(chǎng)和瞬態(tài)空化場(chǎng)，系統(tǒng)分析氣泡的生成、演化及其物理特性。實(shí)驗(yàn)中，通過信號(hào)發(fā)生器與功率放大器配合驅(qū)動(dòng)SWU換能器，實(shí)現(xiàn)50kHz和1MHz頻率下的穩(wěn)態(tài)空化激勵(lì)，研究其與氣泡形成的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)過程：

圖：實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)物圖

實(shí)驗(yàn)采用ATA-8152射頻功率放大器與信號(hào)發(fā)生器組合，分別驅(qū)動(dòng)50kHz和1MHz駐波超聲換能器，形成穩(wěn)態(tài)空化場(chǎng)。換能器置于透明水槽中，槽內(nèi)充滿超純水。通過高速攝像機(jī)記錄氣泡生成過程，并使用激光粒度儀在線監(jiān)測(cè)MBs的粒徑分布。同時(shí)，利用水聽器采集不同位置聲場(chǎng)信號(hào)，經(jīng)FFT分析提取基頻、諧波、次諧波及噪聲譜，評(píng)估穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)空化強(qiáng)度。為驗(yàn)證NBs的生成，采用納米顆粒追蹤分析儀測(cè)量處理后溶液中NBs的濃度與粒徑，并結(jié)合zeta電位、溶解氧含量和溫度變化，綜合分析空化類型對(duì)氣泡形成的影響。
 

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖：實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在1MHzSWU場(chǎng)中，穩(wěn)態(tài)空化主導(dǎo)氣泡形成，生成大量MBs，平均粒徑約為80μm，濃度穩(wěn)定，且伴隨明顯的次諧波信號(hào)和溶解氧下降，但無明顯溫升。而在22kHzFU場(chǎng)中，瞬態(tài)空化主導(dǎo)，生成大量NBs（濃度達(dá)1.3×108pcs/mL，粒徑約150nm），并伴有顯著溫升（ΔT=24°C）、溶解氧下降（至6.6mg/L）和寬帶噪聲譜。50kHzSWU場(chǎng)中未觀察到明顯氣泡生成，表明低頻下穩(wěn)態(tài)空化效應(yīng)較弱。以上結(jié)果驗(yàn)證了穩(wěn)態(tài)空化是MBs形成的關(guān)鍵機(jī)制，而瞬態(tài)空化則更有利于NBs的生成。

安泰放大器在此應(yīng)用中的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

一、寬頻帶覆蓋——精準(zhǔn)匹配空化激勵(lì)需求

二、高功率輸出能力——驅(qū)動(dòng)駐波換能器形成穩(wěn)定空化場(chǎng)

三、低失真與高輸出穩(wěn)定性——保障實(shí)驗(yàn)的激勵(lì)一致性

【推薦產(chǎn)品】：ATA-8000系列射頻功率放大器

圖：ATA-8000系列射頻功率放大器指標(biāo)參數(shù)

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。