密度、粘度等物性参数的传统丈量办法多需要借助容器，且要将丈量仪器与待测样品间接接触。然而，在生物医药等范畴的某些特殊场景中，待测样品可能为高活性、放射性或高温熔融态物量，难以接纳常规办法在有容器的前提下停止处置或丈量。无容器手艺通过借助悬浮力场使质料不与容器壁接触，制止了器壁污染和质料对容器的感化，可用于高纯度、高活性、放射性和高熔点质料的高温丈量和处置。
中国科学院声学研究所超声学尝试室博士生臧雨宸与导师、研究员林伟军等，提出了操纵驻波场中悬浮小球的动力学特征反演相关物性参数的新思绪。该研究操纵声辐射力势函数求解得到了肆意对称驻波场中悬浮小球的三维声辐射力表达式，提醒了小球的轴向与横向振动频次对声场参数和物性参数的依赖关系。在此根底上，该团队搭建了驻波场声悬浮尝试平台，对铝球、氮化硅球、氧化锆球、铁球、铜球和钢球实现了不变悬浮和振动不雅测。相关研究功效在线颁发在 Journal of the Acoustical Society of America 上。
研究显示，当小球偏离声轴时会遭到声场施加的横向回复力感化。若偏轴间隔较小，则那一回复力感化与偏轴间隔成反比，从而使得小球在程度面内做简谐运动。理论计算成果显示，横向振动频次反比于小球密度的平方根。尝试成果表白，在误差允许的范畴内，那六种小球的横向振动频次近似与密度平方根的倒数成线性关系，那与理论预测关系相符。该工做利于通过驻波场声悬浮实现物性参数的非接触丈量。
研究工做得到国度天然科学基金、国度重点研发方案、中科院青年立异促进会和声学研究所自主摆设“目的导向”类项目标撑持。
图1.驻波场声悬浮尝试平台
图2.横向振动频次与小球密度的关系，散点图和红线别离对应尝试成果和拟合成果
来源：中国科学院声学研究所
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