知網論文

企業新聞
行業新聞
應用案例
技術文章
知網論文

2026-01-20
基于機器視覺輔助聲鑷的自動化液滴操控技術

自動化液滴操控技術對于各類生化應用具有重要意義，應用場景包括但不限于重金屬離子檢測。盡管該領域已取得顯著進展，但基于無接觸聲鑷、在超疏水表面實現自動化液滴操控的相關研究卻鮮有報道。本研究提出了一種機器視覺輔助聲鑷系統（MVAAT），可在超疏水表面上實現液滴的自動化、無接觸式操控。該系統能夠在超聲換能器（UST）與超疏水表面之間形成超聲駐波，進而產生聲輻射力，以此實現超疏水表面上液滴的無接觸操控。研究引入基于工業相機的機器視覺系統，用于對液滴進行實時檢測與追蹤，為搭載在直角坐標機器人上的超聲換能器提供精準的液滴位置信息，從而實現液滴的自動化轉運與融合。實驗結果表明，所提出的機器視覺輔助聲鑷系統可在超疏水表面上，沿預設路徑以超過1厘米/秒的較高速度轉運不同體積的液滴。此外，借助視覺反饋功能，即便液滴在移動過程中未能跟隨超聲換能器的軌跡，該系統仍能將液滴可靠、精準地轉運至目標位置。不僅如此，研究還實現了多液滴的自動化融合與圖案化排列，充分體現了該系統的多功能性。最后，本研究將該機器視覺輔助聲鑷系統應用于基于熒光的銅離子（Cu2?）檢測，驗證了其在實際生化分析中的應用潛力。該機器視覺輔助聲鑷系...

了解詳情獲取原文
2026-01-20
微流控領域中基于超聲空化的表面附著微納氣泡去除技術

表面附著的微納氣泡具有較強的抗外力特性。本研究通過實驗與理論相結合的方式，探究了這類氣泡在強超聲場中的響應規律。研究人員在微通道內生成了接觸半徑介于2微米至20微米的表面附著微納氣泡，并通過振動玻璃基片向其施加超聲波作用。在測試的200千赫茲以上至2兆赫茲驅動頻率區間內，未觀察到微納氣泡產生明顯響應。與之相反，在100千赫茲至200千赫茲區間內，微通道中會生成超聲空化泡，且這些空化泡會向表面微納氣泡遷移。隨后，表面微納氣泡與超聲空化泡發生融合，脫離基片表面，轉變為易受后續空化作用影響的游離氣態空化核。值得注意的是，該去除過程未產生任何可見殘留。理論分析表明，空化泡的定向遷移是由氣泡間的相互聲輻射力驅動的。本研究證實，超聲場可有效去除表面附著的微納氣泡，并將其轉化為游離的氣態空化核。

了解詳情獲取原文
2026-01-20
基于腐蝕傾斜光纖布拉格光柵與液晶的靈敏度增強型電場傳感技術

本文提出一種基于高折射率溶液（E7液晶）中氫氟酸（HF）腐蝕傾斜光柵的溫度不敏感型電場傳感器。電場會使液晶分子的原始排列方式發生改變，進而改變液晶的折射率。本研究證實，將液晶與氫氟酸腐蝕傾斜光柵相結合，可有效激發傾斜光柵的包層泄漏模。與未腐蝕的傾斜光纖布拉格光柵相比，本研究所提傳感器對電場的靈敏度顯著更高。實驗結果表明，直徑為17.7μm的傾斜光柵，其電場靈敏度可達0.024dB/(kV/cm)。外界溫度對該設計的電場傳感器影響較小，對應的溫度靈敏度僅為0.003dB/°C。這一特性使其在工業、醫療健康等實際應用場景中極具優勢。

了解詳情獲取原文
2026-01-20
用于雙電子復合實驗的電子冷卻器高壓失諧電源系統

為實現電子速度從冷卻速度的調控，進而精準控制實驗中的碰撞能量，本研究開發了一套全新的電子冷卻器失諧電源系統。本文對該失諧電源系統的設計與調試工作進行詳細闡述。該失諧電源采用高壓直流電源（HVDC）與高壓放大器（HVA）串聯的架構方案，通過現場可編程門陣列（FPGA）數字控制器搭配高精度模數/數模轉換（ADC/DAC）板卡，實現多線性電壓的設定與反饋調節。該電源的輸出最大直流電壓可達5kV，失諧電壓調節范圍為0至±1kV；核心性能優勢體現在10ppm的優異輸出電壓穩定度，以及10V/μs的快速電壓切換速率。本文同時描述了高失諧脈沖電流工況下，失諧電源的解耦設計與保護機制。

了解詳情獲取原文
2026-01-20
基于空氣耦合蘭姆波非線性指標與自適應加權成像的CFRP板材分層缺陷檢測

空氣耦合超聲技術能夠檢測在役碳纖維增強復合材料（CFRP）板材的缺陷，保障其應用安全性。傳統空氣耦合超聲檢測方法通常采用線性缺陷指標，該指標在表征小尺寸缺陷方面效果不佳。此外，掃描步長會對成像空間分辨率形成顯著限制，進而導致成像空間分辨率與檢測效率之間產生矛盾。為解決上述問題，本研究提出了非線性缺陷指標與自適應加權成像算法。其中，非線性缺陷指標借助蘭姆波的相對非線性系數，提升了小尺寸缺陷的檢測能力；自適應加權成像算法則結合波束寬度參數，建立了任意成像點與所有掃描路徑之間的關聯關系。此時，成像空間分辨率可進行任意設定，徹底擺脫了對掃描步長的依賴。實驗結果表明，本研究提出的非線性缺陷指標相比線性缺陷指標，能夠更精準地表征小尺寸缺陷。當增大掃描步長以提升檢測效率時，自適應加權成像算法相比傳統缺陷概率成像算法，能夠實現更優的成像空間分辨率。對于直徑10毫米的小尺寸缺陷，本方法的面積檢測誤差僅為7.8%，而傳統方法的誤差則達22.4%。該方法有望應用于飛機蒙皮中在役CFRP板材的小尺寸缺陷檢測。

了解詳情獲取原文
2026-01-20
多功能單源聲鑷研究

聲鑷技術憑借其在各類應用場景中展現出的潛力與重要作用，已備受廣泛關注。實現顆粒操控的一種經濟高效且精準的方法，是采用3D打印聲學全息透鏡。然而，單枚全息透鏡在顆粒操控方面的功能相對單一，存在明顯局限性。為此，我們提出一種突破該局限的方法——構建多功能聲鑷，該裝置可實現多樣化的顆粒操控功能。實驗驗證表明，該方法能夠完成以下操作：實現矩形顆粒的定角旋轉、多模式顆粒排布、顆粒在直線上的選擇性左右移動，以及讓單個顆粒完成兩種完全不同的運動軌跡。我們提出的方法為聲鑷技術提供了一種靈活且可實時調控的新方案，能夠部分替代電路復雜度較高的相控陣系統。

了解詳情獲取原文