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在臨床醫(yī)學和生物學研究中,經(jīng)常會遇到需要精確測量流體的情況,例如定量輸血、生物微流體樣品檢測等。流動中的氣泡無疑會干擾流體的作用,尤其是在微流體處理的情況下。由于氣泡的產(chǎn)生受多方面因素的影響,比如泵送驅動、路徑的壓力差、液面內外的壓力不同等,因此氣泡很難被避免和消除。目前,許多技術被應用于檢測管內微氣泡,如電容檢測、光電檢測、超聲波檢測等。其中基于超聲波原理的超聲氣泡傳感器具有良好的定向和穿透能力,而且易于獲取、精度更高,是檢測管中氣泡的良好選擇。
圖1.超聲波氣泡傳感器應用于輸液泵中
超聲波在均勻的介質內直線傳播,但到達界面或者不同介質時會發(fā)生反射和折射,并服從與幾何光學類似的反射、折射定律,當超聲波在介質內進行傳播時,會伴隨著衰減,超聲衰減可分為三種類型:擴散衰減、吸收衰減和散射衰減。而管中的氣泡會導致后兩種衰減,超聲波氣泡傳感器就是基于超聲波傳輸介質衰減原理。水和空氣的特征聲阻抗分別為1.5*106 kg/m2、430kg/m2,如果超聲波從水中入射到空氣中,則界面聲強反射比為0.999,而聲強透射比為0.001,也就是說,當超聲波從水入射到空氣中時,幾乎所有的能量都在邊界表面上被反射掉。在超聲波氣泡傳感器中,在管道的一側發(fā)射超聲波,經(jīng)過管道的超聲波在另一側被接收,一旦氣泡出現(xiàn)在液體中,接收端接收到的超聲波能量就會顯著降低,然后將這一信號反饋出來,從而達到檢測液路中氣泡的目的。
圖2.超聲氣泡探測器
北京東方金榮超聲電器有限公司在超聲波氣泡傳感器領域已有近40年的行業(yè)經(jīng)驗,是一家以研發(fā)、生產(chǎn)和銷售基于壓電與超聲波技術產(chǎn)品的國家高新技術企業(yè)。北京東方金榮為廣大客戶提供非接觸式超聲波氣泡傳感器、工業(yè)型超聲波氣泡傳感器、模擬型超聲波氣泡傳感器以及金屬管超聲波氣泡傳感器等多種超聲波氣泡探測傳感器。另外還提供定制化服務,可支持不同直徑以及管路材質。