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超声波悬浮原理

提供者：杭州谷邦超声波科技有限公司发布时间：2018/9/19 15:19:30 阅读次数：785次进入该公司店铺

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超声悬浮技术是利用强驻波声场中的声辐射压力与悬浮物体的重力相平衡，从而使其稳定地悬浮在声场中或在声场中移动的技术。声悬浮装置包括一切能够产生一个稳定的强驻波声场的声学空间，包括一维、二维和三维声场以及气体和液体中的驻波声场。
这种超声悬浮是由驻波(standing wave)的声压节点(pressure node)造成的。有关驻波的详细解释，请google。图片中上方的圆柱型物体为超声换能器(ultrasonic transducer)，一般由压电材料产生超声频率的振动。图片下方的玻璃为反射板，没有反射的波和入射的波干涉，就没有驻波了。
形成驻波后，就产生了方向向上的声压和方向向下的声压，且呈正弦分布。方向向上的声压和方向向下的声压交错的地方为声压节点(pressure node)，也就是理论上声压为0的点。假设一个物体重力极小，那么在一个acoustic levitator中，只会受到两个方向不同的声压作用，且会停在上下声压相互平衡的点，也就是声压节点。如果重力不能忽略不计，那么物体会停在有一点方向向上声压的点，以此来达到力的平衡。这就是这种超声悬浮的原理。
另外图片中有好几个物体悬浮，是因为图中的acoustic levitator有多个声压节点。两个声压节点的距离为半波长。而波长的计算公式由大家所知，波长=声音在空气中传播速度/频率(换能器的振动频率）。