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神奇!超声波悬浮术

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神奇!超声波悬浮术

【摘要】今天要介绍的悬浮术不用磁力,用声波。




| 科 技 | 杂 谈 |

中国通信行业第一自媒体



陈 荣

     
供职于某国有新闻单位

     
不爱说话的科技分享者,不爱折腾的科技爱好者。

如果你想和超人一样悬浮在空中,有很多种方法:魔术、竹蜻蜓、修仙、做梦。


(图1、想飞上天和太阳肩并肩么)


有志者都可考虑,但作为一个科技专栏,我们还是看看怎么用高科技悬浮起来。


在很久之前,我介绍过一些磁悬浮技术,今天要介绍的悬浮术不用磁力,用声波。


这个其实也不是最新的,在很久之前,我介绍过类似的玩意。


(图2、之前的超声波悬浮术)


来自英国两家大学的研究团队,用64个小扬声器组成的阵列,发出超声波,让一个豌豆大小的塑料球悬浮起来了。


不过和你在上图里看到的那样,小球并不稳定,左右漂移。


这是因为声波的振幅决定了小球很难静止不动,必须靠多个扬声器尽量调整方位和参数。


当然相比历史上那些声波控物的精度,已经大大提高了。


后来,为了能让悬浮的物体稳定一点,他们又更新了一下设备。


(图3、上下对应版本)


上下两个对应的超声波发声阵列。


果然,被声波悬浮的物体稳定多了,而且还不止一个。


(图4、一连串悬浮水滴)


除了水滴,他们还搞了很多食物小颗粒做实验。


比如图3中,分别是a/b-酿制葡萄酒;c-葡萄酒和蓝色奶酪;d-面包,莴苣,肉和面包;e-和覆盆子颗粒。


能这么悬空吃零食,想象一下,会是什么感受。


到这里你应该看到了,这些悬浮的物件,都是些小颗粒。


声波悬浮术在克服精度和稳定度难题之后,最大的挑战就是,怎么把大物件悬浮起来,比如人。


(图5、人怎么悬浮)


声波悬浮设备之所以能悬浮小物件,和小物件及声波的波长有很大关系。


大物体想要靠声波稳定悬浮起来,几乎是不可能的事情,它会随着声波的振幅不可控地旋转起来。


还是那个英国的研究团队,他们从龙卷风的结构中获得灵感,想了一个解决办法——音波龙卷风。


(图6、音波龙卷风)


他们把超声波的发声方向调节成了一种龙卷风结构,外围是声波漩涡,中心内核的位置,则像暴风眼一样宁静。


这样,只要改变声波漩涡的旋转方向,就能控制旋转速度,稳定内核处的作用力。


之后,再扩大内核暴风眼的区域大小,就能容纳更大的物体了。


实验过程中,研究团队用40KHz的声波组成漩涡,风暴眼成功悬浮起了一个直径2厘米的球。


虽然跟人体相比还不够大,但这已经是迄今为止声波悬浮的新纪录了。


(图7、悬浮更大的物体)


当然,这个记录离悬浮人还有不小的距离。


研究团队称,他们的模型不意味着已经到了可以安全地悬浮人的阶段。在一些医疗领域的药物开发上,或许能有一些应用。


不过,也不是说没有希望悬浮。


随着技术的深入,更高的频率、更好的稳定性、更大的物体,终是有可能实现的。


本文来自《科技杂谈》,如有侵权请联系小编删除。

来源:微波与电磁兼容
汽车新能源通信电机控制人工智能
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首次发布时间:2023-01-06
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