研究人员开发了声学圆柱壳来测量液体的特性

时间:2020-03-28 18:37 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

研究人员开发了声学圆柱壳来测量液体的特性

来自中国科学院深圳先进技术研究院(SIAT)的研究人员开发了一种紧凑的液体传感器,它基于一个充满液体的圆柱形玻璃外壳。对圆柱壳的固有周向模态进行了声学激发并进行了检测。

圆柱壳的周向共振可以用来探测液体的性质。相应的共振场被限制在壳体表面,增强了声波与壳体内液体样品的相互作用,提高了灵敏度。

食品质量控制、石油化工成分分析、环境监测等领域都需要对液体的性质进行快速、准确的分析。

声子晶体是一种有效地调节声波传播和分布的晶体,被设计成基于局域模式的液体传感器。然而,这种传感器的复杂结构限制了它们的可移植性和集成能力,大多数基于声子晶体的传感器仍然是早期实验室原型。

基于之前的分析优化,林博士秦从SIAT发展制造系统组成的一个玻璃圆柱壳的外半径150.01μm内半径119.98μm, 10毫米的长度。外壳感觉充满了液体,和传感器样品体积大约是0.45μL。

为了评估圆柱-壳体系统的性能,研究人员调查了不同浓度的水和碘化钠(NaI)混合物在壳体内的透射系数。贝壳周围总是有纯净的水。

当具有适当共振频率的平面声波通过充满液体介质的壳体并激发壳体的周向共振时,位于壳体表面附近的声场与液体样品之间会产生强烈的相互作用。

共振透射倾向强烈地依赖于液体的声学特性。因此,谐振透射倾角的位置可以用来测量液体的声学特性。

圆柱壳是一次性的,与其他微流控元件兼容,在未来的研究中可以与芯片上的实验室设备集成,用于各种微流控传感应用。

这项研究发表在《传感器和驱动器A:物理》杂志上。

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