Skip to main content

Sóng âm bề mặt - Wikipedia


Hình ảnh thực nghiệm của sóng âm bề mặt trên tinh thể oxit Tellurium [1]

Sóng âm bề mặt ( SAW ) là sóng âm truyền dọc theo bề mặt vật liệu thể hiện tính đàn hồi , với biên độ thường phân rã theo cấp số nhân theo chiều sâu vào vật liệu.

Discovery [ chỉnh sửa ]

SAW được giải thích lần đầu tiên vào năm 1885 bởi Lord Rayleigh, người đã mô tả chế độ truyền âm bề mặt và dự đoán tính chất của nó trong bài báo kinh điển của mình. [2] sau khi người phát hiện ra chúng, sóng Rayleigh có thành phần cắt dọc và có thể ghép với bất kỳ phương tiện nào tiếp xúc với bề mặt. Khớp này ảnh hưởng mạnh đến biên độ và vận tốc của sóng, cho phép các cảm biến SAW cảm nhận trực tiếp khối lượng và tính chất cơ học.

Các thiết bị SAW [ chỉnh sửa ]

Các thiết bị SAW sử dụng SAW trong các linh kiện điện tử để cung cấp một số chức năng khác nhau, bao gồm các dòng trễ, bộ lọc, bộ tương quan và bộ chuyển đổi DC sang DC.

Ứng dụng trong linh kiện điện tử [ chỉnh sửa ]

Loại sóng này thường được sử dụng trong các thiết bị được gọi là Thiết bị SAW trong các mạch điện tử. Các thiết bị SAW được sử dụng làm bộ lọc, bộ dao động và máy biến thế, các thiết bị dựa trên sự tải nạp sóng âm. Sự chuyển đổi từ năng lượng điện sang năng lượng cơ học (dưới dạng SAW) được thực hiện bằng cách sử dụng vật liệu áp điện.

Hình ảnh sơ đồ của thiết kế thiết bị SAW điển hình

Các thiết bị điện tử sử dụng SAW thường sử dụng một hoặc nhiều đầu dò kỹ thuật số (IDT) để chuyển đổi sóng âm thành tín hiệu điện và ngược lại bằng cách khai thác hiệu ứng áp điện của một số vật liệu nhất định (thạch anh, liti niobate, lithium tantalate, lanthanum gallium silicate, v.v.). [3] Những thiết bị này được chế tạo bằng phương pháp quang khắc, quá trình được sử dụng trong sản xuất mạch tích hợp silicon.

Bộ lọc SAW hiện được sử dụng trong điện thoại di động và cung cấp các lợi thế đáng kể về hiệu suất, chi phí và kích thước so với các công nghệ lọc khác như tinh thể thạch anh (dựa trên sóng số lượng lớn), bộ lọc LC và bộ lọc ống dẫn sóng.

Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong 20 năm qua trong lĩnh vực cảm biến sóng âm bề mặt. [4] Các ứng dụng cảm biến bao gồm tất cả các lĩnh vực cảm biến (như hóa học, quang học, nhiệt, áp suất, gia tốc, mô-men xoắn và sinh học). Các cảm biến SAW đã thấy thành công thương mại tương đối khiêm tốn cho đến nay, nhưng thường có sẵn trên thị trường cho một số ứng dụng như màn hình cảm ứng.

Các ứng dụng thiết bị SAW trong đài phát thanh và truyền hình [ chỉnh sửa ]

Bộ cộng hưởng SAW được sử dụng trong nhiều ứng dụng tương tự trong đó sử dụng tinh thể thạch anh, vì chúng có thể hoạt động ở tần số cao hơn. [5] Chúng thường được sử dụng trong các máy phát vô tuyến nơi không cần điều chỉnh. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng như điều khiển từ xa cửa nhà để xe, liên kết tần số vô tuyến ngắn cho các thiết bị ngoại vi máy tính và các thiết bị khác không yêu cầu phân kênh. Khi một liên kết vô tuyến có thể sử dụng một số kênh, bộ dao động tinh thể thạch anh thường được sử dụng để điều khiển một vòng khóa pha. Do tần số cộng hưởng của thiết bị SAW được đặt bởi các tính chất cơ học của tinh thể, nên nó không trôi nhiều như một bộ dao động LC đơn giản, trong đó các điều kiện như hiệu suất tụ điện và điện áp pin sẽ thay đổi đáng kể theo nhiệt độ và tuổi.

Bộ lọc SAW cũng thường được sử dụng trong các máy thu radio, vì chúng có thể có các băng thông hẹp được xác định chính xác và hẹp. Điều này rất hữu ích trong các ứng dụng trong đó một ăng ten duy nhất phải được chia sẻ giữa một máy phát và máy thu hoạt động ở tần số cách đều nhau. Bộ lọc SAW cũng thường được sử dụng trong các máy thu truyền hình, để trích xuất sóng mang con từ tín hiệu; cho đến khi chuyển đổi tương tự, việc trích xuất các sóng mang âm thanh kỹ thuật số từ dải tần số trung gian của máy thu truyền hình hoặc máy quay video là một trong những thị trường chính cho các bộ lọc SAW.

Nhà tiên phong đầu tiên Jeffery Collins đã kết hợp các thiết bị sóng âm bề mặt trong một máy thu Skynet do ông phát triển vào những năm 1970. Nó đồng bộ hóa tín hiệu nhanh hơn công nghệ hiện có. [6]

Chúng cũng thường được sử dụng trong các máy thu kỹ thuật số và rất phù hợp với các ứng dụng siêu cứng. Điều này là do tín hiệu tần số trung gian luôn ở tần số cố định sau khi bộ dao động cục bộ được trộn với tín hiệu thu được, và do đó, bộ lọc có tần số cố định và Q cao cung cấp loại bỏ tuyệt vời các tín hiệu nhiễu hoặc nhiễu không mong muốn.

Trong các ứng dụng này, các bộ lọc SAW hầu như luôn được sử dụng với một bộ dao động cục bộ được khóa pha tổng hợp hoặc bộ tạo dao động điều khiển varicap.

SAW trong địa vật lý [ chỉnh sửa ]

Trong sóng địa chấn bề mặt sóng truyền dọc bề mặt Trái đất đóng vai trò quan trọng, vì chúng có thể là loại sóng địa chấn phá hủy mạnh nhất do động đất tạo ra. [7]

SAW trong microfluidics [ chỉnh sửa ]

Trong những năm gần đây, người ta đã chú ý đến việc sử dụng SAW để điều khiển quá trình vi lỏng và một loạt các quá trình khác. Do sự không phù hợp của vận tốc âm thanh trong chất nền và chất lỏng SAW, SAW có thể được truyền vào chất lỏng một cách hiệu quả, tạo ra lực quán tính và vận tốc chất lỏng đáng kể. Cơ chế này có thể được khai thác để thúc đẩy các hành động chất lỏng như bơm, trộn và phun. [8] Để điều khiển các quá trình này, có sự thay đổi chế độ của sóng tại giao diện chất lỏng. Trong chất nền, sóng SAW là sóng ngang và khi đi vào giọt nước, sóng trở thành sóng dọc. [9] Chính sóng dọc này tạo ra dòng chảy của chất lỏng trong giọt microfluidic, cho phép trộn lẫn diễn ra. Kỹ thuật này có thể được sử dụng như là một phương pháp thay thế cho vi mạch và microvalves để thao tác các chất nền, cho phép tạo ra một hệ thống mở. [8] Cơ chế này cũng có thể trộn các vi hạt; tuy nhiên, người ta không hoàn toàn biết được sóng ảnh hưởng đến các giọt / mẫu, chip vi lỏng kỹ thuật số và các mô-đun liên quan, như các kênh, về kích thước và độ chính xác của giọt nước. [9]

PDMS (polydimethylsiloxane) là một vật liệu có thể được sử dụng để tạo ra vi mạch và chip vi lỏng. Nó có nhiều công dụng, kể cả trong các thí nghiệm trong đó các tế bào sống sẽ được kiểm tra hoặc xử lý. Nếu các sinh vật sống cần được giữ sống, điều quan trọng là phải theo dõi và kiểm soát môi trường của chúng, chẳng hạn như nhiệt độ và độ pH; tuy nhiên, nếu các yếu tố này không được điều hòa, các tế bào có thể chết hoặc có thể dẫn đến các phản ứng không mong muốn. [9] PDMS đã được tìm thấy để hấp thụ năng lượng âm thanh, khiến PDMS nóng lên nhanh chóng (vượt quá 2000 Kelvin / giây). [19659036] Việc sử dụng SAW như một cách để làm nóng các thiết bị PDMS này, cùng với chất lỏng bên trong vi mạch, giờ đây là một kỹ thuật có thể được thực hiện một cách có kiểm soát với khả năng điều chỉnh nhiệt độ trong vòng 0,1 ° C. [10][11]

SAW trong đo lưu lượng [ chỉnh sửa ]

Sóng âm bề mặt có thể được sử dụng để đo lưu lượng. SAW dựa vào sự lan truyền của mặt trước sóng, xuất hiện tương tự như các hoạt động địa chấn. Các sóng được tạo ra tại trung tâm kích thích và lan ra dọc theo bề mặt của vật liệu rắn. Một xung điện khiến chúng tạo ra các SAW lan truyền giống như sóng của trận động đất. Đầu dò liên kỹ thuật đóng vai trò là người gửi và người nhận. Khi một người ở chế độ người gửi, hai người ở xa nhất đóng vai trò là người nhận. Các SAW di chuyển dọc theo bề mặt của ống đo, nhưng một phần sẽ tách ra thành chất lỏng. Góc tách riêng phụ thuộc vào chất lỏng tương ứng tốc độ lan truyền của sóng đặc trưng cho chất lỏng. Ở phía bên kia của ống đo, các phần của sóng sẽ ghép vào ống và tiếp tục đi dọc theo bề mặt của nó đến đầu dò liên kỹ thuật số tiếp theo. Một phần khác sẽ được ghép lại một lần nữa và quay trở lại phía bên kia của ống đo nơi hiệu ứng lặp lại và đầu dò ở phía này phát hiện sóng. Điều đó có nghĩa là sự kích thích của bất kỳ một bộ chuyển đổi nào ở đây sẽ dẫn đến một chuỗi các tín hiệu đầu vào trên hai bộ chuyển đổi khác ở xa. Hai trong số các bộ chuyển đổi gửi tín hiệu của chúng theo hướng dòng chảy, hai theo hướng khác. [12]

Xem thêm [ chỉnh sửa ]

Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]

  1. ^ Phòng thí nghiệm Vật lý chất rắn ứng dụng - Đại học Hokkaido. Kino-ap.eng.hokudai.ac.jp (2013-11-28). Truy cập ngày 2013-12-09.
  2. ^ Lord Rayleigh (1885). "Trên sóng được truyền dọc theo bề mặt phẳng của vật rắn đàn hồi". Proc. Toán London. Sóc . s1-17 (1): 4 trận11. doi: 10.1112 / plms / s1-17.1.4.
  3. ^ Weigel, R.; Morgan, D.P.; Owens, J.M.; Ballato, A.; Lakin, K.M.; Hashimoto, K.; Ruppel, C.C.W. (2002). "Vật liệu, thiết bị và ứng dụng âm thanh vi sóng". Giao dịch của IEEE về lý thuyết và kỹ thuật vi sóng . 50 (3): 738 Từ749. Mã số: 2002ITMTT..50..738W. doi: 10.1109 / 22.989958.
  4. ^ Benes, E.; Gröschl, M.; Seifert, F. (1998). "So sánh giữa các nguyên tắc cảm biến BAW và SAW". IEEE Trans. Siêu âm. Ferro. Freq. Kiểm soát . 45 . doi: 10.1109 / FREQ.1997.638514.
  5. ^ Biryukov, S.V.; Gulyaev, Y.V.; Krylov, V.V.; Plessky, V.P. (1995). Sóng âm bề mặt trong môi trường không đồng nhất . Springer.
  6. ^ "Báo cáo cáo của Jeffrey Collins".
  7. ^ Aki, Keiiti; Richards, Paul G. (1980). Địa chấn định lượng . Freeman.
  8. ^ Yang, Chun-Guang; Xu, Zhang-Run; Wang, Jian-Hua (tháng 2 năm 2010). "Thao tác các giọt trong hệ thống vi lỏng". Xu hướng TrAC trong hóa học phân tích . 29 (2): 141 Từ 157. doi: 10.1016 / j.trac.2009.11.002.
  9. ^ a b Hagen, Stephen J; Con trai, Min Quân (27 tháng 1 năm 2017). "Nguồn gốc của sự không đồng nhất về năng lực: diễn giải một lộ trình tín hiệu nhạy cảm với môi trường". Sinh học vật lý . 14 (1): 015001. Mã số: 2017PhBio..14a5001H. doi: 10.1088 / 1478-3975 / aa546c.
  10. ^ a b Ha, Byung Hang; Lee, Kang Soo; Kẻ hủy diệt, Ghulam; Công viên, Jinsoo; Choung, Jin Seung; Jung, Jin Ho; Shin, Jennifer Hyunjong; Sung, Hyung Jin (3 tháng 7 năm 2015). "Gia nhiệt âm của hệ thống vi lỏng polydimethylsiloxane". Báo cáo khoa học . 5 (1). Mã số: 2015NatSR ... 511851H. doi: 10.1038 / srep11851.
  11. ^ Yaralioglu, Goksen (tháng 11 năm 2011). "Nhiệt siêu âm và đo nhiệt độ trong các kênh microfluidic". Cảm biến và Thiết bị truyền động A: Vật lý . 170 (1 Lỗi2): 1 Tắt7. doi: 10.1016 / j.sna.2011.05.012.
  12. ^ Sản phẩm từ Hệ thống kiểm soát chất lỏng Bürkert http: // www. Processindustryforum.com/article/patents-flow-meter-saw-t Technology-accur-flow -meas mua-vệ sinh-ứng dụng

Liên kết ngoài [ chỉnh sửa ]


visit site
site

Comments

Popular posts from this blog

Khối Thịnh vượng chung Anh – Wikipedia tiếng Việt

Thịnh vượng chung của các quốc gia (tiếng Anh: Commonwealth of Nations , thường gọi là Thịnh vượng chung (trước đây là Thịnh vượng chung Anh - British Commonwealth ), [1] là một tổ chức liên chính phủ của 53 quốc gia thành viên [2] hầu hết từng là lãnh thổ của cựu Đế quốc Anh. Thịnh vượng chung hoạt động theo sự nhất trí liên chính phủ của các quốc gia thành viên được tổ chức thông qua Ban thư ký Thịnh vượng chung, và các tổ chức phi chính phủ được tổ chức thông qua Quỹ Thịnh vượng chung. [3] Thịnh vượng chung bắt nguồn từ giữa thế kỷ XX với sự phi thuộc địa hóa của Đế quốc Anh thông qua tăng quyền tự quản cho các lãnh thổ. Tổ chức chính thức thành lập bằng Tuyên ngôn Luân Đôn năm 1949, trong đó xác định các quốc gia thành viên là "tự do và bình đẳng". [4] Biểu tượng của liên kết tự do này là Nữ vương Elizabeth II, bà là nguyên thủ của Thịnh vượng chung. Nữ vương cũng là quân chủ của 16 thành viên trong Thịnh vượng chung, được gọi là "các vương quốc Thịnh vượng ch

Câu lạc bộ Golf Hoàng gia Troon - Wikipedia

Câu lạc bộ Golf Royal Troon Câu lạc bộ Old Course vào năm 2008 Thông tin câu lạc bộ 31′55 N 4 ° 39′00 W / 55.532 ° N 4.65 ° W / 55.532; -4,65 Tọa độ: 55 ° 31′55 ″ N 4 ° 39′00 W / 55.532 N 4,65 ° W [19659012] / 55,532; -4,65 Địa điểm Troon, Nam Ayrshire, Scotland Thành lập 1878 ; Cách đây 140 năm ( 1878 ) Loại Riêng tư Tổng số lỗ 45 Giải đấu được tổ chức Người nghiệp dư, Trang web mở rộng của Anh royaltroon.co.uk Khóa học cũ Được thiết kế bởi George Strath và Willie Fernie, 1888; James Braid , 1923 Par 71 Chiều dài 7.175 yard (6.561 m) Xếp hạng khóa học 75 Khóa học Portland Willie Fernie, 1895; Alister MacKenzie, 1921 Par 71 Chiều dài 6.289 yard (5.751 m) Xếp hạng khóa học 71 Parend Course Chiều dài 1.191 yard (1.089 m) Bãi biển Firth of Clyde và Royal Troon được phân tách bằng cồn cát Thành lập và những năm đầu [ chỉnh sửa ] Câu lạc bộ, hiện có tổng cộng 45 lỗ, được thành lập 139 năm trước vào năm 1878, ban đầu có năm