[发明专利]声泳多组分分离技术平台

权利要求书

1.一种从基底流体分离杂质的方法，所述方法包括：

设置流室，所述流室具有声能量源，以及，在所述流室的相对侧具有声能量反射器；

使所述基底流体流过所述流室；

向所述基底流体施加所述声能量源，以产生三维超声驻波，其中，所述三维超声驻波导致声辐射力具有相同量级的轴向分量和横向分量，

其中，所述声能量源是超声换能器，所述超声换能器包括限定所述换能器一侧的压电晶体，所述换能器被在超声谐振频率的振荡、周期性、或脉冲的电压信号驱动，该信号驱动所述换能器以在所述流室中产生三维超声驻波。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述基底流体连续流过所述流室。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述三维超声驻波产生波节线，以及横向分量在所述波节线中捕获杂质。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述波节线中捕获的所述杂质发生团聚或聚结，从而，使重于所述基底流体的杂质通过增强的重力沉降而分离，以及，使轻于所述基底流体的杂质通过增强的浮力而分离。

5.一种装置，包括：

流室，其具有入口和出口，使基底流体与第二流体和颗粒至少之一的混合物穿过所述入口和所述出口流过所述流室；

超声换能器，其位于所述流室的壁上，所述换能器包括限定所述换能器一侧的压电晶体，所述换能器被在超声谐振频率的振荡、周期性、或脉冲的电压信号驱动，该信号驱动所述换能器以在所述流室中产生三维超声驻波；

反射器，其位于所述流室中位于所述换能器相对侧的壁上。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，以非均匀位移模式驱动所述晶体。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，以具有多于一个波节捕获线的更高阶模态，驱动所述晶体。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述换能器的压电晶体直接暴露于流过所述流室的所述基底流体。

9.根据权利要求5所述的装置，其中，所述压电晶体由PZT-8制成。

10.根据权利要求5所述的装置，其中，所述换能器具有容纳所述压电晶体的壳体。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述壳体包括顶部和气隙，所述气隙布置在所述顶部与所述压电晶体之间。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述压电晶体没有背衬层。

13.根据权利要求5所述的装置，其中，在所述流室的壁中，所述流室具有收集袋。

14.根据权利要求5所述的装置，其中，所述反射器是钢或钨。

15.根据权利要求5所述的装置，其中，所述流室在所述入口处进一步包括扩散器。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述扩散器具有用于使流动均匀的栅格装置。

17.根据权利要求5所述的装置，其中，所述压电晶体为方形的。

18.一种装置，包括：

流室，其具有入口和出口，使基底流体与第二流体和颗粒至少之一的混合物穿过所述入口和所述出口流过所述流室；

多个超声换能器，其位于所述流室的壁上，各换能器包括于超声谐振频率的振荡、周期性、或脉冲的电压信号驱动的压电晶体，该信号驱动所述换能器以非均匀模式的位移振动，以在所述流室中产生三维超声驻波，其中，各三维超声驻波导致声辐射力具有相同量级的轴向分量和横向分量；以及

反射器，其位于所述流室中所述换能器相对侧的壁上。

19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述换能器跨越所述流室的宽度。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述多个超声换能器的每一个为方形的。

21.根据权利要求19所述的装置，其中，所述多个超声换能器的每一个为矩形的。

22.根据权利要求18所述的装置，其中，所述晶体至少之一是空气背衬的。

23.根据权利要求18所述的装置，其中，所述晶体至少之一是由基本透声的材料为背衬的。