[实用新型]单泡声致发光装置

说明书

本实用新型提供一种单泡声致发光装置，用于解决现有技术中，一方面，压电陶瓷片的对称中心很难找准；另一方面，平面的陶瓷片和球形的烧瓶接触面很小，非常不利于换能器产生声波以及声波在烧瓶中的传播，不利于形成稳定的驻波场，严重影响实验，会出现如参数调试困难，很难观察到发光，发光时间短，实验重复性很差的问题。一种单泡声致发光装置，包括：水容器，所述水容器设有容纳部，所述容纳部具有弧形外壁，所述容纳部为透光结构；压电陶瓷片，所述压电陶瓷片有两个，两个所述压电陶瓷片的一面均设有凹面，两个所述凹面面向所述容纳部且正对设置，所述凹面的弧度和所述弧形外壁的弧度匹配。有利于形成稳定的驻波场。

技术领域

本实用新型涉及单泡声致发光了领域，特别是涉及一种单泡声致发光装置。

背景技术

被水中声压捕获在声压波腹的单个气泡，能周期地发出宽度50ps～140ps的光脉冲，这种现象称为单泡声致发光(SBSL)。1990年，Gaitan等人在高度去气的纯水中，用注入气泡的方法实现了单泡声致发光，它是一种稳定的、空间上定位的、时间上与声场同步的气泡脉动发光过程。单泡声致发光自发现以来，它一直是声学界和物理学界的热门课题之一，研究结果表明，空化泡从半径最大(50μm)迅速塌缩直发光，能量密度提高了1012量级，在泡内形成上万度的高温和上千大气压的高压，因此，这个小小的发光空化泡已成为开展极端条件下声学、流体力学、量子光学、声核聚变以及生命科学的神奇实验；2002年，“science”上发表了美国橡树岭国家实验室的“声空化期间产生核辐射的证据”一文，更是引起国际科学界的关注和争论。目前，对声致发光的研究已经从定性分析进入量化阶段，人们已经对声致发光的参数相关性及其超声换能器声场开展了许多研究。

要实现稳定的单泡声致发光必须在谐振器中形成稳定的驻波场，进而形成对气泡的超声悬浮。所谓超声悬浮，就是利用Bjerknes力将气泡吸引在驻波场的波幅处。可见，在单泡声致发光中，超声波不只是向空化泡提供能量，还要求与谐振器匹配形成稳定的驻波场。目前单泡声致发光的典型实验装置采用玻璃的球形烧瓶制作，方法是将两片大小相同、性能一致的发射型压电陶瓷圆片对称的粘贴在烧瓶中心两端，在玻璃烧瓶中形成驻波场，烧瓶的中心为声压的波腹，气泡在声压的作用下周期性的膨胀、崩溃和回弹，这是该实验中重要的实验装置。目前这种装置存在较大的技术问题，一是玻璃对称中心很难找准；二是平面的陶瓷片和球形的烧瓶接触面很小，非常不利于换能器产生声波以及声波在烧瓶中的传播，不利于形成稳定的驻波场，严重影响实验，会出现如参数调试困难，很难观察到发光，发光时间短，实验重复性很差等问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种单泡声致发光装置，用于解决现有技术中，平面的陶瓷片和球形的烧瓶接触面很小，非常不利于换能器产生声波以及声波在烧瓶中的传播，不利于形成稳定的驻波场，严重影响实验，会出现如参数调试困难，很难观察到发光，发光时间短，实验重复性很差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种单泡声致发光装置，包括：

水容器，所述水容器设有容纳部，所述容纳部具有弧形外壁，所述容纳部为透光结构；

压电陶瓷片，所述压电陶瓷片有两个，两个所述压电陶瓷片的一面均设有凹面，两个所述凹面面向所述容纳部且正对设置，所述凹面的弧度和所述弧形外壁的弧度匹配。

在使用时，将换能器的其他组成部分和压电陶瓷片的正负极焊接，凹面结构和容纳部的弧形外壁配合，形成的驻波场稳定单一，有利于实验的观察和分析。

优选地，所述压电陶瓷片另一面设有凸面，所述压电陶瓷片的厚度均匀。

优选地，所述容纳部和所述压电陶瓷片配合处的壁厚均匀。

有利于声波的传输，有利于形成稳定且单一的驻波场，方便实验观察。

优选地，所述容纳部为透明结构。