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激波发生器阅读:267

激波发生器是由超声换能器换能器 的供应商设计而成的。压电式超声换能器系统是根据压电逆效应,通过激励电源电源 的供应商加载压电换能器实现电、声转换的。

激波的产生和发展

  激波(ShockWave),又称震波。当气体以超音速绕物体流动时,在物体前面会形成一道突跃的压缩波,气流通过这道压缩波时,其压强、密度和温度突跃的上升一个数值,流速或M数相应地下降一个数值,即气流受到一个突然的压缩,这道突跃的压缩波就叫做激波。
  激波的产生方式很多,化学爆炸、核爆炸、电爆炸、飞秒脉冲激光、粒子束爆炸(也称辐射爆炸)、高速碰撞等能量突然释放或急剧转化的过程,都会产生强冲击波,即激波。
  如采用激波管进行非晶态金属激波晶化,是目前非常热门的一种纳米晶制造技术。
  在破岩工程中,以超音速燃烧或带有激波的连续精确爆燃为基础,可以完成爆炸聚能切割,是一种高效岩石切割技术。
  飞秒脉冲激光具有脉冲时间短,峰值功率高等特点,1W的能量集中在几个飞秒时间内其光功率密度可达到1018W/2cm,瞬间的能量巨大,有可能将电子从原子中直接剥离出来。
  粒子束爆炸的技术原理是利用电磁场将粒子源产生的电子、质子和中子等亚原子粒子加速到接近光速,再靠电磁场的作用将其聚集成密集的束流射出,以其巨大的动能摧毁目标,它击中目标时能瞬间产生8000℃的高温,即使当今世界上最耐高温的耐热材料也将顷刻间化为乌有,破坏力之大可比雷击。
  电爆炸法可用于生产纳米金属微粉的装置。利用电爆炸产生的高冲击波,可提高纳米金属微粉班台产量、降低能耗、降低成本。
  前苏联于二十世纪五十年代以专利证书的形式报道了体外震波碎石的原理和设想,人们将这一医学领域的重大进展,称之为泌尿外科治疗结石的一次革命。
  激波具有高温、高压和高应变特点,从上个世纪七十年代开始,激波成型、焊接、涂层、合成和固化等一系列新工艺陆续进入材料工程领域,其能量转换过程非常适合表面改性、超塑成形等加工技术。

发展

  压电陶瓷材料受到机械应力的作用时,其表面会产生电荷,这种现象称为正压电效应(Direct Piezoelectric Effect);反之,当材料受到电场激励时,材料内部产生应变,称之为逆压电效应(Converse Piezoelectric Effect)。
  试验研究表明,通过对压电陶瓷换能器施加脉冲电激励时,压电陶瓷换能器会产生脉冲超声波。如果采用特殊的技术,可以使压电陶瓷换能器产生只有正向压力或同时具有很小的负向或余波振荡压力的超声波,该超声波聚焦后将产生激波,应此把这种压电陶瓷换能器命名为压电陶瓷激波发生器。采用高强度聚焦超声技术(HIFU,High Intensity Focused Ultrasound,中文名称为“海扶”),我国已成功研制出世界上首台高强度聚焦超声肿瘤治疗系统(简称海扶超声聚焦刀),使纯物理的热能和空化作用可以集中于患者体内任何一个不超过.1×1.1×3.3mm3的焦点上,具有很高的精度和可控性。
  激波发生器的设计主要是研制高强度聚焦超声换能器,目前一般采用阵列式,其中一种形式是将多个压电陶瓷单元换能器安装到更大的辐射面上,每个单元换能器都是一个独立的声源,通过声场的叠加可以产生压力峰值更高的压力,而单元换能器设计又是阵列式换能器研究的前提和基础,单元换能器的设计主要是过渡匹配层设计和粘接工艺研究。

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