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隨著科學(xué)技術(shù)的和工業(yè)水平的提高,人們對顆粒尺寸的測量提出了更高的要求。近年來,隨著超聲技術(shù)的快速發(fā)展,在醫(yī)藥、石油化工、食品等領(lǐng)域,采用超聲衰減譜(UAS)法測量懸浮液和乳狀液中顆粒的粒度分布(PSD)得到了人們廣泛的關(guān)注。
超聲衰減譜法(UASA)可用于測量透光性差以及濃度相對較高的乳濁液和懸濁液。根據(jù)粒徑與超聲波波長之間的關(guān)系可以將超聲在懸濁液中的傳播分為短波長區(qū)、中波長區(qū)和長波長區(qū)等三種條件。國外基于超聲衰減譜法測量顆粒粒度的研究中，普遍使用ECAH模型，由于此模型考慮非常且需要非常多的物性參數(shù)，因此在粒度反演計算過程中耗時較多。而ECAH的簡化模型—McClements模型很大程度上縮短了反演計算時間。
超聲衰減譜法利用超聲波在通過含有顆粒相的連續(xù)介質(zhì)時所引起的依賴頻率變化的衰減譜來測量顆粒粒度。對于McClements模型有如下假設(shè)：
?。?）滿足“長波長”條件，即ka1的情況（k為入射平面壓縮波的波數(shù)）。此條件的確立使得在頻率一定的情況下，可以測量粒度遠(yuǎn)小于波長的顆粒尺寸。在使用標(biāo)稱中心頻率為50MHz的高頻寬帶（衰減后可利用頻寬范圍達(dá)25MHz-62MHz）超聲波表征納米級顆粒粒度時，ka≈2.5×10-31；
?。?）只考慮熱傳導(dǎo)和粘性機(jī)制引起的損失。
?。?）只考慮單散射效應(yīng)。當(dāng)被測懸濁液或乳濁液的體積濃度高于13%時會產(chǎn)生復(fù)散射效應(yīng)。而當(dāng)體積濃度低于13%，且顆粒相分布均勻時，可認(rèn)為顆粒間只存在單散射效應(yīng)。
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