ATA-8152射频功率放大器在稳态空化法形成微纳米气泡中的应用
【概述】
郑州大学研究团队使用ATA-8152射频功率放大器，搭建超声空化场实验测试平台。
实验名称：ATA-8152射频功率放大器在稳态空化法形成微纳米气泡中的应用
研究方向：超声空化制备微纳米气泡
实验设备：ATA-8152射频功率放大器，信号发生器，超声换能器，高速摄像机，光源等。
实验内容：本研究旨在探究不同超声频率和功率条件下，微米气泡（MBs）和纳米气泡（NBs）的形成机制。采用驻波超声换能器（SWU）和聚焦超声换能器（FU）分别构建稳态空化场和瞬态空化场，系统分析气泡的生成、演化及其物理特性。实验中，通过信号发生器与功率放大器配合驱动SWU换能器，实现50kHz和1MHz频率下的稳态空化激励，研究其与气泡形成的关系。
实验过程：
图：实验系统实物图
实验采用ATA-8152射频功率放大器与信号发生器组合，分别驱动50kHz和1MHz驻波超声换能器，形成稳态空化场。换能器置于透明水槽中，槽内充满超纯水。通过高速摄像机记录气泡生成过程，并使用激光粒度仪在线监测MBs的粒径分布。同时，利用水听器采集不同位置声场信号，经FFT分析提取基频、谐波、次谐波及噪声谱，评估稳态与瞬态空化强度。为验证NBs的生成，采用纳米颗粒追踪分析仪测量处理后溶液中NBs的浓度与粒径，并结合zeta电位、溶解氧含量和温度变化，综合分析空化类型对气泡形成的影响。
实验结果：
图：实验结果
实验结果表明，在1MHzSWU场中，稳态空化主导气泡形成，生成大量MBs，平均粒径约为80μm，浓度稳定，且伴随明显的次谐波信号和溶解氧下降，但无明显温升。而在22kHzFU场中，瞬态空化主导，生成大量NBs（浓度达1.3×108pcs/mL，粒径约150nm），并伴有显著温升（ΔT=24°C）、溶解氧下降（至6.6mg/L）和宽带噪声谱。50kHzSWU场中未观察到明显气泡生成，表明低频下稳态空化效应较弱。以上结果验证了稳态空化是MBs形成的关键机制，而瞬态空化则更有利于NBs的生成。
安泰放大器在此应用中的产品优势：
一、宽频带覆盖——精准匹配空化激励需求
二、高功率输出能力——驱动驻波换能器形成稳定空化场
三、低失真与高输出稳定性——保障实验的激励一致性
【推荐产品】：ATA-8000系列射频功率放大器
图：ATA-8000系列射频功率放大器指标参数
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