【概述】

鄭州大學研究團隊使用ATA-8152射頻功率放大器，搭建超聲空化場實驗測試平臺。

實驗名稱：ATA-8152射頻功率放大器在穩態空化法形成微納米氣泡中的應用

研究方向：超聲空化制備微納米氣泡

實驗設備：ATA-8152射頻功率放大器，信號發生器，超聲換能器，高速攝像機，光源等。

實驗內容：本研究旨在探究不同超聲頻率和功率條件下，微米氣泡（MBs）和納米氣泡（NBs）的形成機制。采用駐波超聲換能器（SWU）和聚焦超聲換能器（FU）分別構建穩態空化場和瞬態空化場，系統分析氣泡的生成、演化及其物理特性。實驗中，通過信號發生器與功率放大器配合驅動SWU換能器，實現50kHz和1MHz頻率下的穩態空化激勵，研究其與氣泡形成的關系。

實驗過程：

圖：實驗系統實物圖

實驗采用ATA-8152射頻功率放大器與信號發生器組合，分別驅動50kHz和1MHz駐波超聲換能器，形成穩態空化場。換能器置于透明水槽中，槽內充滿超純水。通過高速攝像機記錄氣泡生成過程，并使用激光粒度儀在線監測MBs的粒徑分布。同時，利用水聽器采集不同位置聲場信號，經FFT分析提取基頻、諧波、次諧波及噪聲譜，評估穩態與瞬態空化強度。為驗證NBs的生成，采用納米顆粒追蹤分析儀測量處理后溶液中NBs的濃度與粒徑，并結合zeta電位、溶解氧含量和溫度變化，綜合分析空化類型對氣泡形成的影響。
 

實驗結果：

圖：實驗結果

實驗結果表明，在1MHzSWU場中，穩態空化主導氣泡形成，生成大量MBs，平均粒徑約為80μm，濃度穩定，且伴隨明顯的次諧波信號和溶解氧下降，但無明顯溫升。而在22kHzFU場中，瞬態空化主導，生成大量NBs（濃度達1.3×108pcs/mL，粒徑約150nm），并伴有顯著溫升（ΔT=24°C）、溶解氧下降（至6.6mg/L）和寬帶噪聲譜。50kHzSWU場中未觀察到明顯氣泡生成，表明低頻下穩態空化效應較弱。以上結果驗證了穩態空化是MBs形成的關鍵機制，而瞬態空化則更有利于NBs的生成。

安泰放大器在此應用中的產品優勢：

一、寬頻帶覆蓋——精準匹配空化激勵需求

二、高功率輸出能力——驅動駐波換能器形成穩定空化場

三、低失真與高輸出穩定性——保障實驗的激勵一致性

【推薦產品】：ATA-8000系列射頻功率放大器

圖：ATA-8000系列射頻功率放大器指標參數

本文實驗素材由西安安泰電子整理發布。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發、生產和銷售的高科技企業。