不同频率、气体成份条件下气泡发光阈值声压研究

摘要

该文在第一章概述了声空化和声致发光研究的历史和进展,从两大类声致发光及其应用方面阐述了该研究工作的意义.然后,对现在已有的关于声空化、声致发光理论模型作一简单介绍.第二章内容介绍了该工作使用的关键仪器和自制实验装置.分析了实验中使用的两套致冷CCD图像探测系统的量子效率、噪声、放大倍数等重要参数.同时还分析了超声发生装置的特性.然后,分三部分详细介绍了理论和实验工作:第三章从实验和理论上分析超声作用频率对声致发光阈值的影响.超声的驱动频率的大小影响气泡的膨胀比(气泡在超声作用下膨胀的最大半径/最小半径),进而影响气泡爆破时产生的温度,导致不同频率条件下气泡地声致发光阈值不同.实验发现,随着超声频率的降低,声致发光阈值也降低,二者近似成线性关系.第四章讨论了不同惰性气体对声致发光阈值的影响.气泡内的惰性气体不同使气泡内的绝热系数和热扩散系数不同,惰性气体的原子质量越大,气体的绝热系数就越大而扩散系数就越小.通过对含有单一氦、氩、氪的气泡进行声致发光阈值研究,发现随着气体原子质量的增加,气泡的声致发光阈值降低.第五章介绍了一种利用声致发光成像的技术动态地测量液体中的声场强度的方法.液体在超声的作用下产生的声致发光强度与驱动超声压强的大小有关,经多次试验发现液体中的超声压强与声致发光的强度近似呈线性关系.通过液体中声致发光的强弱可以反映该发光情况下驱动声压大小,提出了一种新的测量声场的方法.目前实验装置的最小测量分辨率达到0.001atm.最后,该文对声致发光在生物和医学上的应用研究作一简要展望,声致发光不但具有在生物组织里穿透能力强等优点,而且能把生物问题通过光学手段显示出来,因此,具有广阔的应用前景.

目录

ABSTRACT

第一章绪论

一、概述

1、两种类型的声致发光

2、观察声致发光的实验

4、声致发光的脉冲宽度

5、尚未解决的问题

二、声致发光的理论模型

1、气泡动力学

2、声致发光机制

三、声空化及声致发光应用

1、单泡声空化在核反应中的应用

2、多泡声空化在声化学中的应用

3、在生物医学中的应用

四、本工作的意义

本章小结

第二章实验仪器及设备

一、探测器

1、制冷CCD探测器及其主要特性

二、超声源

1、换能器

2、函数发生器及功率放大器

三、自制多功能实验装置简介

本章小结

第三章超声频率对声致发光阈值的影响

1、引言

2、实验装置及方法

3、实验结果

4、理论分析

5、结论

本章小结

第四章气泡内的气体成份对声致发光阈值的影响

1、引言

2、实验方法

3、实验结果与分析

4、结论

本章小结

第五章利用声致发光成像动态地测量液体中的超声分布

1、引言

2、测量方法

3、讨论

本章小结

第六章声致发光成像技术在医学上的应用前景展望

1、生物组织声致发光成像技术的应用前景展望

2、化学发光试剂辅助的声动力学诊断方法展望

3、可在体使用的化学发光试剂应用前景展望

结论

参考文献

发表论文及专利

致 谢

硕士学位论文授权书