低頻渦旋聲場的相位分布特性研究.pdf

1、和光渦旋的類比，聲渦旋是一種具有連續(xù)螺旋相位的聲波，其沿軸傳播中心處聲強(qiáng)為零，具有相位奇異性，這種特性可用于物體的校準(zhǔn)與定位。螺旋的聲波攜帶軌道角動(dòng)量，傳遞到物體上可施加力矩作用于物體形成轉(zhuǎn)動(dòng)。由于聲束的無損穿透性，相比于光渦旋，聲渦旋可以操控物體內(nèi)部微粒，在無創(chuàng)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有較好應(yīng)用前景。
　　本文采用相位編碼方法，基于點(diǎn)聲源模型對渦旋聲場的線性相位分布進(jìn)行了理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。重點(diǎn)研究了渦旋聲場的相位分布，并提出了利用環(huán)形相位

2、分布的斜率來判定渦旋場相位線性度和有效范圍的方法，研究表明增加的聲源數(shù)，降低聲源信號(hào)頻率，縮小檢測半徑以及提高檢測高度均可提高環(huán)形相位分布的線性度。
　　研究建立了十六聲源聲渦旋實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用FPGA輸出具有相位差的方波信號(hào)，經(jīng)過低通濾波模塊生成正弦波，由功率放大器后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器生成渦旋聲場。在計(jì)算機(jī)LabVIEW程序控制下，用微型麥克風(fēng)對渦旋聲場的聲壓和相位分布進(jìn)行了測量，其結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果一致，證明了渦旋聲場相位操控的可行性以及