2025.12.31品牌推荐

揭秘超声波悬浮设备原理：详解近场悬浮与驻波悬浮运作机制

　　超声波悬浮设备主要基于两种原理实现物体的悬浮：近场悬浮（Near-field Acoustic Levitation）和驻波悬浮（Standing Wave Acoustic Levitation）。以下是对这两种原理的详细介绍：
　　一、近场悬浮（Near-field Acoustic Levitation）
　　1.原理：近场悬浮利用声源（如压电换能器）在极近距离（通常小于一个波长）内产生的强声辐射压力，使物体悬浮。这种悬浮方式不需要反射面来形成驻波，而是直接通过声源的振动产生足够的辐射压力来克服物体的重力。
　　2.特点：
　　①悬浮距离短：近场悬浮通常只能在非常短的距离内实现物体的悬浮，这个距离通常小于声波的波长。
　　②悬浮质量大：尽管悬浮距离短，但近场悬浮能够悬浮起相对较大质量的物体，有时可达几十千克。
　　3.应用场景：近场悬浮适用于需要悬浮较大质量物体的场景，如某些工业制造和材料处理过程。

　　二、驻波悬浮（Standing Wave Acoustic Levitation）
　　1.原理：驻波悬浮利用声波在介质中传播时形成的驻波效应。当声波在发射端和反射端（或另一个发射端）之间传播并反射回来时，入射波和反射波会相互叠加形成驻波。在驻波的节点（即声压为零的点）处，物体受到的声波辐射压力与重力相平衡，从而实现悬浮。
　　2.特点：
　　①悬浮距离相对较长：与近场悬浮相比，驻波悬浮可以在相对较长的距离内实现物体的悬浮，这个距离通常是声波波长的整数倍。
　　②悬浮物体质量小：驻波悬浮通常适用于悬浮质量较小的物体，如微小颗粒、液滴或生物样本等。
　　③稳定性高：由于驻波悬浮利用的是声波的辐射压力与重力的平衡，因此悬浮物体在轴向和径向上均受到回复力的作用，当被悬浮物受到轻微扰动偏移平衡位置时，能够在回复力的作用下再次回到平衡位置，具有较高的稳定性。
　　3.应用场景：驻波悬浮在科学研究、工业制造以及艺术展示等领域展示出了巨大的潜力。例如，在分析化学、材料科学、药学、微组装等领域中，驻波悬浮可以用于无损检测、精密加工、颗粒分离等过程。
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