Промышленный ультразвук в воздухе

Разработка новых излучателей и их экспериментальная и численная характеризация

Акустические волны ближнего ультразвукового диапазона (частоты 20-100 кГц) способны распространяться в воздухе на несколько метров и потому широко применяются на практике:

  • в парктрониках;
  • в сигнализациях;
  • для пеногашения;
  • в отпугивателях животных и насекомых;
  • … и др.

Малая длина волны (от нескольких миллиметров до сантиметров) позволяет создавать относительно компактные источники, излучающие направленные волновые пучки.

Сейчас перспективными излучателями являются антенные решетки, состоящие из большого числа пьезоэлектрических элементов. Однако, еще не было сконструировано достаточно мощной многоэлементной ультразвуковой решетки, позволяющей производить в воздухе манипуляции объектами массой до 0.1 г.

Задачи LIMU

  • Разработка специализированных излучателей мощного фокусированного ультразвука (HIFU) в воздухе
  • Экспериментальная и численная характеризация разработанных излучателей

Деятельность

  • эксперимент
  • численное моделирование
  • разработка излучателей

Контакты

Подробности

[1] A multielement low-frequency ultrasonic transducer as a source of high-intensity focused ultrasound in air / Asfandiyarov S. A., Tsysar S. A., Sapozhnikov O. A. // Acoustical Physics. — 2024. — Vol. 70, no. 4. — P. 759–768. DOI: 10.1134/S1063771024601936

[2] Power Ultrasonics. Applications of High-Intensity Ultrasound. 2nd Edition / Editors: J. A. Gallego-Juarez, K. F. Graff, M. Lucas // Woodhead Publishing. 2023. eBook ISBN: 9780323851442. Paperback ISBN: 9780128202548.

[3] Parametric array in air / M.B. Bennett, D. T. Blackstock // J. Acoust. Soc. Am. 57, 562–568 (1975) DOI: 10.1121/1.380484

[4] TinyLev: A multi-emitter single-axis acoustic levitator // A. Marzo, A. Barnes, B. W. Drinkwater // Rev. Sci. Instrum. 88, 085105 (2017) DOI: 10.1063/1.4989995