利用ATA-308C功率放大器驱动非牛顿流体声弹性流的微通道精密研究

实验名称：非牛顿流体声弹性流的微通道研究实验

研究方向：流体在声学微流控中的复杂流动行为

实验内容：探究流体流变特性对声弹性流的影响。

测试设备：信号发生器，ATA-308功率放大器，Micro-PIV粒子测速系统等。

实验过程：

图：实验系统图

配制不同浓度（50–1000ppm）的聚环氧乙烷（PEO）水溶液，利用应力控制流变仪在25°C下测量剪切粘度与弹性模量，验证其Boger流体特性（恒定粘度，显著弹性）。通过ATA-308功率放大器将信号发生器输出的2.0±0.6kHz正弦波放大，驱动微通道内尖锐边缘振动，激发声弹性流场。采用荧光聚苯乙烯微球示踪流场，结合微尺度粒子图像测速系统捕捉流速矢量分布，分析低流速（Q<600μL/min）下的混合迟滞与高流速（Q>1000μL/min）流型退化现象。

实验结果：

图：实验结果1

图：实验结果2

低浓度PEO（50ppm）在声场下表现为声学主导的正模式（GI>0），而高浓度（1000ppm）因弹性效应增强，呈现扰动范围减小的负模式（GI<0）。通过Wi-Re相图量化弹性与惯性竞争机制，结合短时傅里叶变换（STFT）解析时空扰动衰减规律，揭示声弹性流中剪切层重附着区对分子迁移的抑制效应（扰动强度降低30–50%），为复杂流体微操控提供理论依据。

功率放大器推荐：ATA-308C

图：ATA-308C功率放大器指标参数

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审核编辑 黄宇