超声在人的正常与病变组织中的衰减

本文在2—9.3MHz和5—40℃的频率与温度范围内,利用脉冲传输法,测量了五人离体状态下的五种正常组织,和三种病变组织中的超声衰减系数。进而研究了衰减系数同频率与温度间的依赖关系;特别是研究了几种病变组织的声衰减特性;也对超声在同一人体的正常与病变组织中的衰减系数进行了对比,表明:病变组织中的衰减系数比正常组织中的偏大,最后给出了几点实验研究结论。     

超声低温测试系统及其应用

本文介绍用于超声实验的低温测试系统;可同时对衰减和声速进行测试,频率范围为5MHz—250MHz,声速测试精度为10~(-5)。列举的实验结果说明,该系统在4.2K至300K温度范围内,工作稳定,数据可靠。     

固井水泥传输函数及其含水成份对声速和声衰减影响的实验研究

本文采用实验方法初步研究了固井水泥的超声传输函数、声衰减和频率的关系以及含水饱和度对声速和衰减的影响。实验中我们对若干种不同型号、水灰比和固化温度的水泥样品进行了声传输函数测量,测量频段为1.5MHz—4.5MHz。并使用中心频率为1.25MHz探头测量了固井水泥含水饱和度对声速和声衰减的影响。结果表明,在本测量频段内,各种固井水泥的声衰减系数主要与频率一次方成正比。随着固化温度的增加,固井水泥的声衰减系数有增大的趋势,水灰比由40％增至50％时,衰减系数有减小的趋势。固井水泥含水饱和度变化对声衰减影响剧烈,当含水饱和度由100％降至80％时,声衰减增加最快。含水饱和度变化对固井水泥声速度的影响不大。     

国产塑料的高频声学特性

在10℃—50℃温度范围内和0.8MHz—5MHz频段,测量了有代表性的十几种国产塑料的声学特性。结果表明:在所用温度和频率条件下,声速与温度之间,衰减系数与频率之间,均呈良好的直线关系。     

材料非线性衰减系数的二次谐波测量方法研究

采用有限幅值法测量材料在基波和非线性引起的二次谐波作用下的衰减系数:利用准线性下的KZK方程推导基波和二次谐波的声压分布,并提取波束修正系数;采用短纯音信号进行非线性实验,对检测得到的基波和二次谐波声压进行衍射修正处理,有效抑制衍射对衰减系数测量的不利影响,继而通过线性拟合的方法计算得到更精确的基波和二次谐波的衰减系数。以水为例进行实验,研究了实验测量所得衰减系数的频率依赖关系,结果表明在非线性条件下水的衰减系数与频率间存在较强的线性关系,而线性条件下衰减系数随频率呈现二次方增长的特性则不适用于非线性条件。该研究提出了准确测量非线性声波衰减系数的方法,为更有效地应用非线性超声检测提供理论依据。      

用超声衰减法研究喷射沉积6061Al/SiCp复合材料的阻尼性能

本文通过研究喷射沉积6061Al／SiCp复合材料的超声衰减系数分析材料的阻尼性能。实验结果表明：随着超声频率逐渐增大，该材料对超声吸收和散射增强；在一定范围内，SiC体积分数的增大使吸收衰减系数增大，复合材料阻尼性能增强。     

猪的新鲜离体软组织的超声衰减和速度

本文使用脉冲插入取代法测量了猪的6种新鲜软组织(血管、脑、肾、心、脾及肝)的超声衰减和传播速度。在37℃下,6种软组织的超声衰减系数a_s与频率a_s-f~n之间均满足幂函数关系。在所研究的l—13MHz频段内,n值在0.96—1.39之间。六种软组织的超声速度均表现出微量但颇为明显的频散现象,在5—13MHz频段内平均频散量为0.11—0.38m/s.在7一37℃温度范围内对脑组织超声衰减和传播速度的研究表明:声速(1MHz)随温度单调上升,变化趋势与水中声速类似。声衰减(1、3、5MHz)则随温度上升而下降,但对较低频率,下降的速度变缓。6种软组织的声速值(5MHz,37℃)近似地与它们各自的总蛋白含量成正比,蛋白含量每增加1％约使声速升高2.9m/s。     

液氢的超声衰减研究

用超声脉冲回波法在13.8—20.5K温区对液氢的超声衰减进行了实验研究,测量频率为45MHz。实验结果表明,液氢的超声衰减的温度依赖特性主要取决于体积粘滞效应。随着温度的降低,体积粘滞机制对超声衰减的贡献越来越大,对实验结果进行了讨论。     

裂纹尖端塑性区非线性超声混频定位表征

基于非共线体波混频的方法,本文对金属材料中裂纹尖端的塑性变形区开展定位表征研究。基于二阶微扰理论和矢量分析方法,理论研究非共线体波混频的共振条件及其定位塑性变形区的机理。有限元仿真表明,两横波混频产生的纵波可用于定位塑性变形区。以A17075-T6材料为检测对象,通过实验证明两列横波混频定位裂纹尖端塑性区的可行性。实验中分别选取中心频率为5 MHz-5 MHz的两列横波和4.75 MHz-55.25 MHz的两列横波作为基波,利用非线性超声混频参量定位表征裂纹尖端的塑性变形区。研究结果表明两种频率对产生的非线性超声混频参量峰值区域与试样中塑性区位置吻合度比较好,可以看出非线性超声混频方法能够比较有效地定位金属裂纹尖端塑性区。      

100kHz—10MHz智能超声衰减、声速综合测试仪

本文基于单片机技术,研制了频率范围为100kHz—10MHz的超声衰减、声速综合测试仪。文中声衰减系数的测量是采用两个不同反射脉冲回波序列包络的面积之比——即“面积比值法”来求得;声速的测量是在定距离下,用时差法测出声传播时间,再换算成声速值。     

利用超声光栅研究声速与液体性质

设计并搭建了超声光栅,观察了激光经过光栅形成的衍射斑纹,测量了声速;并利用超声光栅测定了不同温度、不同浓度的NaCl溶液中的声速,给出了声速-水温和声速-溶液浓度的依赖关系.水的温度每升高1℃,3.974 MHz的超声波的声速增加2.09 m/s,16.574 MHz的超声波的波速增加2.04m/s;声速随着NaCl溶液浓度的增大线性增加,NaCl溶液浓度每升高1%,3.974 MHz的超声波声速增加13.637 m/s,16.574 MHz的声波声速增加11.757 m/s.在此基础上,分析了不同频率的超声波对实验规律的影响,认为不同频率的超声波在相同条件下测量的溶液中声速大小的不同源于测量的随机误差.     

超声光栅实验中声致折射率变化的研究

为了研究声光效应中声致折射率变化情况,以超声光栅实验为基础,用CCD结合光强分析软件,分析了衍射光的强度分布;通过数值计算衍射光相对强度,比较得到了在超声场频率为10.27 MHz时,介质中的声光相位延迟Δ=1.2855 rad,声致折射率变化量Δn=3.014×10-6;进而讨论了电声换能器的机电耦合效率与超声频率的关系,给出当超声频率为10.33 MHz时,耦合效率最高,介质中折射率变化量最大;结果表明,在超声光栅实验中,引入这些测量内容,不仅能丰富实验内容,更能加深学生理解声光效应,扩展学生的知识面.     

铸造奥氏体不锈钢中铁素体与奥氏体位向关系及其对声衰减的影响

研究了铸造奥氏体不锈钢中铁素体与奥氏体位向关系及其对超声散射衰减的影响.利用电子背散射衍射技术表征了两相的晶体取向及其位向关系,基于真实的铁素体形貌建立了二维声传播各向异性模型并利用时域有限差分法进行了计算,分析了不同位向关系、铁素体形貌特征对声衰减系数的影响规律并进行了实验验证.结果表明：铸造奥氏体不锈钢奥氏体晶粒中散布着形状复杂的铁素体,典型铁素体形貌为条状和岛状;铁素体与奥氏体的位向关系以Kurdjumov-Sachs关系为主,少量满足Nishiyama-Wassermann关系.对声传播过程进行计算,发现两相位向关系和铁素体形貌协同作用影响超声波传播,在较高检测频率（15 MHz）下对散射衰减的影响不能忽略.结合“原位”实验对奥氏体<101>柱状晶粒的声衰减影响因素进行了定量分析,发现对于单一铸造奥氏体晶粒,晶粒内部取向不均匀性、奥氏体-铁素体位向关系以及奥氏体晶粒内铁素体形态都是超声散射衰减的主要原因.     

研究温度波的传播特性

根据振动与波的原理,把样品上某点温度随时间的周期性变化看作一种振动,把这种温度变化向外传播的过程看作波动,引进温度波,说明样品上各点温度随时间、距离的变化;采用一维模型,写出温度波的传播方程.考虑到样品(铜棒)散热,引进衰减系数,描述温度幅度随频率及传播距离的变化关系.利用傅里叶变换分析实验数据,得到温度波幅度与角频率、位置的对应关系.根据温度幅度衰减公式拟合数据,算出基频及倍频对应的衰减系数.结果说明:衰减系数与温度波的频率相关,温度波的频率越高,衰减系数越大,温度幅度衰减得越快.     

含红外发散的低温玻璃超声声速理论

本文采用红外发散和隧道态模型,讨论玻璃超声声速在3K温度以下的行为。我们把声速的改变看作两部分组成:无弛豫过程和有弛豫过程。前者采用“玻色型元激发”理论处理;后者采用“含红外发散的隧道弛豫”理论处理。我们不但得到与实验符合较好的声速-温度曲线,并且解释了一般频率下(10⁷Hz,T为0.3—1K),声速与频率无关的lnT规律和高频下(2GHz,T<0.1K)声速存在极小值的现象。 关键词：     

微流控芯片流道特征超声C扫描分析*

微流控芯片流道宽度处于微米尺度,存在特征辨识困难的问题。该文选取两种具有不同流道宽度和布局的典型微流控芯片,采用超声C扫描技术进行流道特征成像。利用标称中心频率15 MHz、10 MHz和5 MHz聚焦探头实施水浸C扫描检测,并分析中心频率、焦斑直径、扫描步进等关键参数对流道表征的影响。实验结果表明,对于流道宽度200 μm的微流控芯片,当探头中心频率不低于10 MHz,扫描步进不超过0.1 mm时,成像分辨力和流道表征效果最佳,且流道中心间距测量误差不超过5%。同时,超声C扫描图像可以反映流道宽度变化,辨识发生堵塞的微流控芯片。     

窄带脉冲信号测量横波衰减系数-频率曲线的方法

提出一种测量材料超声横波衰减-频率曲线(αs-f)的方法:应用窄带脉冲驱动接触式横波探头的脉冲反射方式,采用石英晶体作为耦合块,通过测量耦合块和被测试块耦合界面的声压反射和透射系数,并在衍射修正下测量得到单频率下的超声横波衰减系数;在探头有效带宽内改变发射频率并重复测量,得到不同频率下超声横波衰减系数数值;利用非线性最...     

三种肿瘤细胞对超声结合血卟啉敏感性的实验研究

实验采用频率为1．6MHz，强度为1W／cm^2、3W／cm^2、5W／cm^2、7W／cm^2的聚焦超声结合血卟啉分别对腹水型小鼠S180细胞（Sarcomal80，S180）、艾氏腹水瘤细胞（Ehrlich Ascites Tumor，EAT）及H-22肝癌细胞进行杀伤效应研究，利用台盼蓝拒染法检测处理后细胞存活率的变化。实验结果表明，不同类型的细胞对超声结合血卟啉的敏感性不同，声照条件相同时，三种细胞对1．6MHz频率超声的敏感性依次为：S18〉EAT〉H-22，且对超声结合血卟啉敏感性明显大于单纯超声。无论是单纯超声组还是超声结合血卟啉组，三种细胞的存活率均随超声强度的增加而下降。     

液体材料超声处理过程中声场和流场的分布规律研究

针对合金熔体等液体材料的超声处理过程,选取水作为透明模型材料,采用数值模拟计算和示踪粒子实验方法,研究了20和490 kHz两种频率超声作用下水中的声场和流场分布.结果表明,增大变幅杆半径能够提高水中声压水平,扩大空化效应的发生区域.当超声频率为20 kHz时,水中声压最大值出现在超声变幅杆下端面处,且声压沿传播距离的增大而显著减小.如果超声频率增加至490 kHz,水中的声压级相比于20 kHz时明显提高,且声压沿着超声传播方向呈现出周期性振荡特征.两种频率超声作用下水中的流场呈现相似的分布特征,且平均流速均随着变幅杆半径增大表现出先升高后降低的趋势.变幅杆半径相同时,20 kHz频率超声作用下水中的平均流速高于490 kHz频率超声.采用示踪粒子图像测速技术实时观察和测定了水中的流速分布,发现其与计算结果基本一致.     

LiKSO4的低温衰减峰和弹性反常

本文报道了利用超声回波法,观察了在170—273K 温区,LiKSO_4的声速和声衰减系数随温度的变化,发现在此温区,LiKSO_4有两次相变发生,即 I 相■Ⅱ 相,Ⅱ 相■Ⅲ相.对实验结果进行了讨论.