双凹面聚焦超声波场中悬浮粒子操控原理与实验仿真

• 作者: 唐小煜 严雅琳 黎廷丰 朱琳琳 黎铭 蔡伟博
• 来源期刊: 华南师范大学学报（自然科学版）
• 关键词: 凹球面超声波阵列 声压 悬浮 COMSOL 多物理场
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 物理学与光学工程|Physics & Optical Engineering
• 页码范围: 17-23
• 页数: 7页
• 分类号: TP273+.2|O422.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.6054/j.jscnun.2021053

摘要

为提高聚焦超声波场的悬浮能力以及拓宽悬浮粒子的移动区域,研究了超声波场中声压大小的计算公式以及凹球面阵列中阵元的延迟时间与聚焦点位置的关系式,并运用COMSOL多物理场软件进行仿真验证.通过搭建双凹球面超声波阵列悬浮装置,控制发射极信号相位实现了悬浮粒子在竖直方向上的移动,实验中粒子的运动轨迹与仿真结果有较好的一致性.结果表明:双凹球面超声波阵列声场声压更强、聚焦性更好,且可通过对阵元相位信号的控制实现悬浮粒子在二维平面的移动.