超声场声强的衰减规律分析

    自行 搭建的超声波测量装置监测了水凝胶薄膜溶胀过 程中的声衰变化，发现水凝胶薄膜厚度从 105 μm 增长至 150 μm 的过程中，声衰减系数从 24 dB /mm 减小至 0。理论研究及实际应用中发现，不同形态 的水凝胶膜/块吸水溶胀对超声波衰减有很大影 响，此外水凝胶颗粒吸水溶胀时状态变化对超声波 影响显著，但目前水凝胶颗粒吸水溶胀对超声波的 衰减规律尚未。自行搭建的超声场实验平台，由超 声场激发装置、声强测量装置、图像采集装置 3 部分 组成，可同步实现超声场的激发和测量功能。超声场 激发装置( 昆山禾创产) 由超声波发生器、超声槽和 换能器组成，超声槽尺寸为 300 mm × 150 mm × 150 mm，容量为 6 L。

    由相界面声阻抗差异引起的 散射衰减逐渐减弱，声强出现稳定衰减的原因主要 有两方面: ①当超声波经过水凝胶颗粒时，颗粒形 变会产生黏滞吸收; ②超声波作用下，水凝胶颗 粒不同区域会同时产生压缩和膨胀形变，区域间产 生温度差，从而引起超声波的热传导吸收。水凝胶颗粒溶胀倍率增 大 12% ，说明水凝胶颗粒仍在吸水溶胀，此时主要 是水凝胶颗粒中靠物理吸附作用结合的自由水在 超声波作用下发生吸附和解吸，进而引起黏滞性吸 收，使声衰幅度稳定为 30. 43% 。