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[发明专利]基于人工气泡阵列实现基波及二次谐波声聚焦方法-CN202111272767.6有效
发明人：邓兆宇;刘晓宙 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-10-29 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： A61B8/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于人工气泡阵列实现基波及二次谐波声聚焦方法。将气泡阵列内每个气泡处的等效入射声波视为原入射平面波与周围气泡散射的基波的叠加同时仅计及一次、二次散射简化了计算过程，结合多重散射理论分别计算得到了基波及二次谐波的二维声场分布。引入气泡阵列内气泡半径随空间位置存在梯度分布的情形，通过合理地设置气泡阵列内不同位置处的气泡半径及入射频率，实现基波及二次谐波在气泡阵列内不同位置处的声聚焦。依据二次谐波声场在特定频率下的分布特征，设计了合适的气泡阵列气泡半径梯度及入射频率，实现了二次谐波在气泡阵列外不同位置处的声聚焦。
基于人工气泡阵列实现基波二次谐波聚焦方法

[发明专利]粘性流体中自由球形粒子所受声辐射力测量装置及测量方法-CN202110209419.8有效
发明人：乔玉配;刘晓宙;宫门阳;汪海宾 -专利权人：南京大学
申请日： 2021-02-24 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G01N15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种粘性流体中自由球形粒子所受声辐射力测量装置及测量方法，首先通过任意信号发生器激励超声换能器，对悬浮在水槽中的球形粒子作用，粒子受到声辐射力的作用开始运动，在粘性流体运动的粒子同时还受粘滞阻力的作用，粒子最终在声辐射力和粘滞力的作用下达到最终速度，并做匀速直线运动，此阶段粒子受力平衡，使用此阶段的粘滞力作为声辐射力的评估；通过连接到计算机的相机来记录粒子的运动情况，最后通过计算机软件处理相机记录的粒子运动视频，获得粒子受粘滞力大小，进而实现对其所受声辐射力大小的测量；本发明可以实现任意粘性流体中自由球形粒子的声辐射力定量测量，为粒子操控相关设备的优化设计和技术改进提供了依据。
粘性流体自由球形粒子辐射力测量装置测量方法

[发明专利]利用声辐射力测试生物细胞力学特性的装置及测试方法-CN202210094933.6在审
发明人：汪海宾;刘晓宙;乔玉配;江晨;张古田;张成伟 -专利权人：南京大学
申请日： 2022-01-26 - 公布日： 2022-05-06 - 主分类号： G01N15/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用声辐射力测试生物细胞力学特性的装置及测试方法，所述装置，包括超声模块、测试模块和分析模块；所述测试模块包括倒置生物显微镜，细胞培养皿可移动地放置于操作平台上，沿操作平台中垂线上方设置有自上而下的照射光源，下方设置有与分析模块相连的镜筒；所述超声模块与超声聚焦换能器连接；所述超声聚焦换能器前端探头由操作平台上方倾斜浸入培养皿中；所述分析模块从镜筒中采集图像，并实现图像信号实时动态采集和处理；通过超声模块驱动超声聚焦换能器，产生声辐射力，捕获细胞培养皿中的目标细胞，并对目标细胞施加力的作用，由分析模块捕捉并提取细胞形变图像，并绘制细胞边界图，进而计算出细胞形变量。
利用辐射力测试生物细胞力学特性装置方法

[发明专利]一种基于无源宇称时间对称声学系统的多功能声学器件-CN202010003419.8有效
发明人：蓝君;刘晓宙;王力维;张肖伟 -专利权人：南京大学
申请日： 2020-01-02 - 公布日： 2021-10-26 - 主分类号： H04R9/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于无源宇称时间对称声学系统的多功能声学器件，所述无源宇称时间对称声学系统包括设置有贯通通道的声学超构材料体，所述声学超构材料体由交替排列的无损区域和损耗区域构成，所述无损区域为不作任何雕刻的矩形波导管，所述损耗区域为上下雕刻泄漏结构的矩形波导管。将声波从声学超构材料体的左右两端输入，入射声波的频率在对称性破缺相内的相干完美吸收‑激发点附近，从声学超构材料体的左右两端同时获取输出声波。通过调制左右两端入射声波的相位差和振幅实现声学逻辑门和小信号放大器。
一种基于无源时间对称声学系统多功能器件

[实用新型]一种艺术教育互动演示装置-CN202120455128.2有效
发明人：王鲁漫;刘晓宙;姜厚智 -专利权人：青岛恒星科技学院
申请日： 2021-03-01 - 公布日： 2021-10-08 - 主分类号： G09B19/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种艺术教育互动演示装置，包括支座，其特征在于：所述支座底端固定设有支架和底座，所述支座内设有内腔，所述内腔内设有相互咬合的齿轮一和齿轮二，所述齿轮一顶端固定设有伸出支座的连轴，所述连轴顶端设有展示台，所述支座一侧设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆顶部伸缩端固定设有照明装置，所述齿轮二顶端固定设有连接座，所述连接座设有内槽，所述内槽内设有弹簧和升降柱，所述升降柱顶部伸出支座且固定设有顶块，所述顶块侧壁设有卡块，所述支座顶端设有与卡块配合的卡槽。本实用新型操作方便，可以调节展示台转动而且保证其固定展示的稳定性，照明装置可调节高度，方便不同大小艺术品的展示。
一种艺术教育互动演示装置

[发明专利]一种利用声辐射力实现药物粒子定点释放方法-CN202010684789.2在审
发明人：赵越;刘晓宙;乔玉配;刘杰惠 -专利权人：南京大学
申请日： 2020-07-16 - 公布日： 2020-10-16 - 主分类号： A61K9/00 文献下载
摘要：利用声辐射力来实现药物颗粒的定点释放方法，基于如下结构，血管上下两处各一个超声换能器，充当声源用来发射频率为1‑10MHz简谐波，血管中充满粘滞血液，大量半径a＝0.1‑1微米药物颗粒子a＝0.5μm药物颗粒均匀分布在粘滞血液中；粒子在声辐射力和粘滞力的共同作用下，由一开始的均匀分布，变成定点移动，从而实现药物颗粒精确投放。本发明在理想流体的的基础上，将其拓展到粘滞血液中，相比于光镊子而言，其稳定性更高，对粒子的伤害更小。
一种利用辐射力实现药物粒子定点释放方法

[发明专利]亚波长空间折叠结构超构材料实现低频声波指向性传播的方法-CN201610526370.8有效
发明人：鲁庚熹;刘晓宙 -专利权人：南京大学
申请日： 2016-07-04 - 公布日： 2019-06-04 - 主分类号： G10K11/26 文献下载
摘要：亚波长空间折叠结构超构材料实现低频声波指向性传播的方法，使用4个圆柱体的空间折叠结构单元，将结构单元分成两组，每组两个，每组内两个单元相连，两组之间间距L为X轴，长40±20cm厘米，与声源所在y轴对称，组成改善低频声波的指向性的器件；所述圆柱体的空间折叠结构单元是指圆柱体的侧面至圆柱体中轴具有若干分割成曲折的Z字形通道，所述空间折叠结构单元如下述：其横截面的圆均分为六至八个圆心角构成的扇形，每个扇形的两条半径的边各为一梯形的梳背。第一梳背上梳齿与第二梳背上梳齿交叉，但第一梳背上固定的梳齿距第二梳背存在间隙。
波长空间折叠结构材料实现低频声波指向传播方法

[发明专利]利用声辐射力测试生物细胞力学特性的装置及其方法-CN201910085974.7在审
发明人：汪海宾;刘晓宙;乔玉配;张古田;张成伟 -专利权人：南京大学
申请日： 2019-01-29 - 公布日： 2019-05-31 - 主分类号： G01N15/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用声辐射力测试生物细胞力学特性的装置及其方法，该装置中倒置生物显微镜的操作平台上放置培养皿，超声聚焦换能器探头的前端从上方侵入培养皿内的液体中，函数发生器、RF功率放大器和超声聚焦换能器依次连接，倒置生物显微镜上还设置有连接了电脑的相机；本发明中使用超声聚焦换能器对细胞进行作用，超声聚焦换能器可以产生声辐射力，由于声辐射力小，可以减少细胞损伤，声辐射力作用于单细胞，随着输出端电压的增加，细胞变形更加明显，利用亮场成像监测细胞的形态变化，通过成像软件在电脑上观察其形变过程，实现了非接触式单声束测试方法，本发明中的装置体积小，成本低，操作简单。
超声聚焦换能器声辐射力培养皿倒置生物显微镜测试生物细胞力学细胞函数发生器输出端电压操作平台成像软件非接触式细胞损伤形变过程形态变化依次连接声辐射体积小探头单声亮场成像电脑变形侵入相机测试监测观察

[发明专利]利用声偶级子阵列提高低频声波的指向性的方法-CN201510113022.3有效
发明人：丁二亮;刘晓宙 -专利权人：南京大学
申请日： 2015-03-13 - 公布日： 2018-09-25 - 主分类号： H04R1/32 文献下载
摘要：利用声人工材料改善低频声波的指向性的方法，所述声人工材料为级联的二维亥姆赫兹共鸣器，采用六级联的六个周期亥姆赫兹共鸣器的两块钢板，两块钢板中间设有细缝；钢板的厚度以及亥姆赫兹共鸣器的每个周期长度分别为5.4±0.1厘米以及15±0.5毫米；钢板出射面的各个亥姆赫兹共鸣器的腔体的长度与宽度都为10毫米；适用于声波频率范围为2.8kHz到4kHz。本发明利用级联二维亥姆赫兹共鸣器，将钢板的等效边界条件从硬边界调节成软边界的情况，实现偶极子辐射效果，增强偶极子阵列的指向性和辐射效率。
利用声偶级子阵列提高低频声波指向方法

[发明专利]非经典非线性超声相控阵无损检测方法-CN201810240274.6在审
发明人： 刘晓宙;夏伟 -专利权人：南京大学
申请日： 2018-03-22 - 公布日： 2018-09-14 - 主分类号： G01N29/11 文献下载
摘要：非经典非线性超声相控阵无损检测方法，利用非线性超声相控阵聚焦声场的特性，通过相位调控，灵活的将焦点聚焦到样品的不同位置；利用相控阵来接收信号，通过对接收信号的进行滤波处理，将滤出的高次谐波信号进行时间反转成像；通过提取高次谐波进行时间反转成像；通过图像比较可以看出：当存在一个缺陷时，聚焦点聚焦在缺陷位置时，通过提取谐波信号进行时间反转成像，时间反转成像的结果可以反映缺陷的位置；当存在两个缺陷时，将焦点分别聚焦在不同缺陷处，提取谐波信号进行时间反转成像，然后将获得的图像进行合成，也可以得到反映两个缺陷位置的成像效果。
时间反转成像相控阵非线性超声缺陷位置无损检测谐波信号聚焦高次谐波信号对接收信号成像效果高次谐波聚焦声场滤波处理图像比较聚焦点灵活的缺陷处焦点滤出合成图像调控

[发明专利]利用声学微结构改善扬声器线阵列指向性的方法-CN201410156151.6有效
发明人：全力;刘晓宙 -专利权人：南京大学
申请日： 2014-04-17 - 公布日： 2018-07-27 - 主分类号： H04R1/40 文献下载
摘要：宽频均匀指向性的实现方法，利用如下声学微结构的辐射器组成阵列，单个声学微结构的辐射器在低频具有好的指向性特点，随着频率的增大，其指向性慢慢变差，高频不具有指向性；利用此辐射器组成扬声器阵列，在宽的频段上实现均匀指向性。利用具有声学微结构的辐射器在低频具有较强指向性，在高频不具有指向性的特点，组成扬声器阵列，提供扬声器阵列的指向性的均匀性特点，在较宽的频段上获得较为一致的指向性。
利用声学微结构改善扬声器阵列指向方法

[发明专利]利用声超构材料实现低频声波自准直异常透射的方法-CN201510562688.7有效
发明人：全力;钱枫;刘晓宙 -专利权人：南京大学
申请日： 2015-09-07 - 公布日： 2017-11-10 - 主分类号： H01Q15/02 文献下载
摘要：利用声超构材料实现低频声波自准直异常透射的方法，所述声超构材料为级联的二维亥姆赫兹共鸣器和叠加在其上的矩形声栅，采用两块级联多个亥姆赫兹共鸣器和矩形声栅的钢板，两块级联多个亥姆赫兹共鸣器钢板中间设有细缝；细缝的宽度为2±0.5毫米；两块级联多个亥姆赫兹共鸣器的钢板的总长度为20厘米以上。实现自准直异常透射效果，所得异常透射声束能在很远传输距离内保持准直效果。
利用声超构材料实现低频声波异常透射方法

[发明专利]通过声速与声衰减对生物组织的节间距离进行成像的方法-CN201410502214.9无效
发明人：程凯旋;刘晓宙;龚秀芬 -专利权人：南京大学
申请日： 2014-09-26 - 公布日： 2014-12-17 - 主分类号： A61B8/08 文献下载
摘要：通过声速与声衰减对生物组织的节间距离进行成像的方法，基于纳米力学模型，生物组织材料用一系列节点来表示，这些节点之间间隔一个有限的距离称为节间距离；当节点发生位移时，每个节点的位移增量能由泰勒公式展开，泰勒级数的阶数决定了近似的程度，在生物组织中取M＝2；当组织病变时，节间距离、密度、弹性模量也发生变化，从而引起超声波的声速和声衰减的变化；当组织刚发生病变或病变不明显时，在纳米力学模型中，两者间的声速差值会随声波频率的增加而增大；在病变初期，弹性常数变化很小，但两者的节间距离不同，在某一频率下所表现的声速会存在差值。而且随着频率的增加，随之增加。
通过声速衰减生物组织节间距离进行成像方法

[发明专利]利用声速判定页岩中的有机质含量的方法-CN201410270856.0有效
发明人： 刘晓宙;廖德飞 -专利权人：南京大学;中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院
申请日： 2014-06-17 - 公布日： 2014-10-15 - 主分类号： G01N29/07 文献下载
摘要：利用声速判定页岩中的有机质含量的方法，利用含有有机质的页岩中的声速与有机质含量的变化的特性判断页岩中有机质的含量，页岩在有机质含量变化后纵波和横波声速发生明显的变化；采用超声的方法无损检测页岩的有机质的含量，即采用测量页岩的声速随有机质含量的变化来检测页岩的有机质的含量；通过发射和接收超声换能器，测量声波在页岩样品的传播时间和样品的长度，得到页岩的声速，根据声速与页岩中有机质含量的关系来判定页岩中有机质的含量。
利用声速判定页岩中的有机质含量方法

[发明专利]一种基于纳米力学对皮肤组织的病变进行超声测量定征的方法-CN201310558083.1无效
发明人：欧阳灵;刘晓宙;龚秀芬 -专利权人：南京大学
申请日： 2013-11-11 - 公布日： 2014-02-26 - 主分类号： A61B8/08 文献下载
摘要：基于纳米力学对皮肤组织的病变进行超声测量定征的方法，将生物组织看成是一系列的纳米节点组成，由此获得声波在生物组织中的传播模型；在纳米力学表达中，生物组织材料用一系列节点来表示，这些节点之间间隔一个有限的距离称为节间距离；当节点发生位移时，每个节点的位移增量可以由泰勒公式展开，泰勒级数的阶数决定了近似的程度，当级数多于一项时就是多尺度理论，在生物组织中取M=2；皮肤组织病变时，节间距离、弹性模量和深度的变化，从而引起超声波的反射系数的变化，因此通过反射系数的变化来判断皮肤的病变深度的状态。
一种基于纳米力学皮肤组织病变进行超声测量方法

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