本申請(qǐng)是2013年9月13日提交的序號(hào)為14/026,413的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的部分繼續(xù)再申請(qǐng)，其為2013年3月15日提交的序號(hào)為13/844,754的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的部分繼續(xù)再申請(qǐng)，該申請(qǐng)要求享受下述申請(qǐng)的權(quán)利：2012年3月15日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序號(hào)61/611,159，同樣在2012年3月15日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序號(hào)61/611,240，以及2013年1月21日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序號(hào)61/754,792。在此，這些申請(qǐng)的內(nèi)容以全文引用的方式并入本文。在許多應(yīng)用中，都需要將顆粒/流體混合物分離為其各個(gè)組成部分的能力。聲泳是利用高強(qiáng)度聲波，而不用膜或物理尺寸排除過(guò)濾物的一種顆粒分離。已經(jīng)知道，當(dāng)流體中存在密度和/或可壓縮性的差別時(shí)，高強(qiáng)度的聲音駐波能對(duì)流體中的顆粒施加作用力，該密度和/或可壓縮性的差別也被稱(chēng)為對(duì)比系數(shù)。駐波的壓力分布包括在波節(jié)處的局部壓力振幅最小區(qū)和在波腹處的局部壓力振幅最大區(qū)。根據(jù)顆粒的密度和可壓縮性，這些顆粒會(huì)被捕獲在駐波的波節(jié)或波腹處。駐波的頻率越高，可以通過(guò)駐波的壓力捕獲顆粒尺寸越小。對(duì)于多組分的液流來(lái)說(shuō)，需要有效的分離技術(shù)，其能消除浪費(fèi)并且降低所需的能量，從而促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本披露涉及優(yōu)選地用于大規(guī)模聲泳的系統(tǒng)和裝置。該裝置使用如本文所述的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)特的超聲換能器。換能器包括由多個(gè)壓電元件組成的矩形陣列。在產(chǎn)生多維駐波的頻率下驅(qū)動(dòng)換能器。在本文的多個(gè)實(shí)施方式中所披露的裝置，用于從基底流體中分離第二流體的或者顆粒，其包括：具有至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口的流室；至少一個(gè)位于流室壁上的超聲換能器，超聲換能器包括由多個(gè)壓電元件形成的壓電陣列，其可以在電壓信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，在流室中形成多維聲駐波；以及至少一個(gè)反射器，其位于至少一個(gè)超聲換能器的對(duì)面的流室壁上。軸向聲力和側(cè)向聲力幅度的數(shù)量級(jí)相同。第二流體或顆粒團(tuán)聚于多維聲駐波的壓力波節(jié)處(聲輻射勢(shì)能最小值點(diǎn))，并由于重力分離，持續(xù)地從多維聲駐波中落出，或由于浮力，持續(xù)地從多維聲駐波中浮出。在一些實(shí)施方式中，壓電陣列(piezoelectricarray)存在于單晶硅上，通過(guò)一條或多條溝道使各個(gè)壓電元件相互分開(kāi)。在一條或多條溝道中可以存在有與壓電材料不同的灌封材料(pottingmaterial)。灌封材料可以為聚合物，例如環(huán)氧樹(shù)脂(epoxy)。在其他的實(shí)施方式中，通過(guò)灌封材料將各個(gè)壓電元件與周?chē)膲弘娫锢矸蛛x。灌封材料可以為聚合物，例如環(huán)氧樹(shù)脂。壓電陣列可以是矩形陣列。各個(gè)壓電元件可以具有相同的尺寸。各個(gè)壓電元件可以獨(dú)立地與各自的電極對(duì)相連接。在特定的實(shí)施方式中，異型管嘴壁(contourednozzlewall)位于流室至少一個(gè)入口的上游。還披露了從基底流體中分離第二流體的或者顆粒的方法，其包括：使基底流體和第二流體的或者顆粒的混合物流過(guò)裝置，該裝置包括：具有至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口的流室；至少一個(gè)位于流室壁上的超聲換能器，超聲換能器包括由多個(gè)壓電元件形成的壓電陣列，其可以在電壓信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，在流室中形成多維聲駐波；以及至少一個(gè)反射器，其位于至少一個(gè)超聲換能器的對(duì)面的流室壁上；并向壓電陣列發(fā)送電壓信號(hào)以形成多維聲駐波，其抵抗液流而捕獲第二液體或顆粒并允許團(tuán)聚，從而第二流體或顆粒的尺寸增大，并通過(guò)重力分離持續(xù)地從多維聲駐波中落出?？梢酝ㄟ^(guò)液流將經(jīng)過(guò)分離的材料從室中掃除、收集到容器中或通過(guò)壓縮使其體積更小。顆?？梢詾橹袊?guó)倉(cāng)鼠卵巢(CHO)細(xì)胞、NS0雜交瘤細(xì)胞、幼倉(cāng)鼠腎(BHK)細(xì)胞或人體細(xì)胞。有時(shí)，壓電元件相互異相運(yùn)行。其他時(shí)候壓電元件相互同相運(yùn)行?；琢黧w通過(guò)流室的流速可以至少為25mL/min。壓電元件可以在100kHz至20MHz范圍中的某頻率下運(yùn)行，或者，在特定的實(shí)施方式中可在大約2MHz至2.5MHz范圍中的某頻率下運(yùn)行。在大多數(shù)實(shí)施方式中，產(chǎn)生的多維駐波導(dǎo)致具有軸向力和側(cè)向力分量的聲輻射力，并且軸向力分量和側(cè)向力分量幅度的數(shù)量級(jí)相同。壓電陣列存在于單晶硅上，通過(guò)一條或多條溝道使各個(gè)壓電元件相互分開(kāi)。在一條或多條溝道中可以存在有與壓電材料不同的灌封材料。在其他的實(shí)施方式中，通過(guò)灌封材料將各個(gè)壓電元件與周?chē)膲弘娫锢矸蛛x。各個(gè)壓電元件可以獨(dú)立地與各自的電極對(duì)相連接。下文將更加詳細(xì)地描述這些以及其他非限定性特征。附圖說(shuō)明下面是附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明，這些附圖被示出以用于說(shuō)明本文所披露的示例性實(shí)施例，而并非用于限制本發(fā)明。圖1A為示意圖，示出第二流體或顆粒密度小于基底流體密度時(shí)，聲泳分離器的功能。圖1B為示意圖，示出第二流體或顆粒密度大于基底流體密度時(shí)，聲泳分離器的功能。圖2為常規(guī)超聲換能器的橫截面圖。圖3A是可以在本披露中使用的超聲換能器結(jié)構(gòu)的截面圖。在換能器內(nèi)有氣隙，且沒(méi)有背襯層或耐磨板。圖3B是可以在本披露中使用的超聲換能器結(jié)構(gòu)的截面圖。在換能器內(nèi)有氣隙，且有背襯層和耐磨板。圖4為在超聲換能器中使用的常規(guī)單片整體壓電晶體。圖5為示例性的具有16個(gè)壓電元件的矩形壓電陣列，其用于本披露的換能器。圖6為另一示例性的具有25個(gè)壓電元件的矩形壓電陣列，其用于本披露的換能器。圖7為圖表，示出聲輻射力、重力/浮力以及斯托克斯(Stokes’)阻力與顆粒尺寸之間的關(guān)系。橫軸的單位為微米(μm)，縱軸的單位為牛頓(N)。圖8為對(duì)于在不同頻率下受到驅(qū)動(dòng)的正方形換能器，其電阻抗的幅度與頻率的圖像。圖9A示出了自正交于流體流動(dòng)方向的在圖8的七個(gè)最小幅值點(diǎn)的捕獲線配置。圖9B為示出分離器的透視圖。還示出了流體流動(dòng)方向以及捕獲線。圖9C為從流體入口，沿流體流動(dòng)方向(箭頭114)圖9B的視圖，示出了駐波的捕獲波節(jié)，在這些波節(jié)處可以捕獲粒子。圖9D為沿圖9B中所示的箭頭116，面向捕獲線配置，穿過(guò)換能器觀察的視圖。圖10A示出用于分離浮力材料的聲泳分離器。圖10B是異型管嘴壁129和收集管137的交接處附近流體流動(dòng)的放大視圖。圖11A示出了在生物制藥應(yīng)用中使用的聲泳分離器的分解視圖。圖11B示出了具有兩個(gè)聲室的疊置式聲泳分離器的分解視圖。圖12A為示出關(guān)于一個(gè)實(shí)驗(yàn)使用貝克曼庫(kù)爾特細(xì)胞活力分析儀(BeckmanCoulterCellViabilityAnalyzer)從介質(zhì)中去除細(xì)胞的效率圖像。圖12B為示出關(guān)于另一個(gè)實(shí)驗(yàn)使用貝克曼庫(kù)爾特細(xì)胞活力分析儀(BeckmanCoulterCellViabilityAnalyzer)從介質(zhì)中去除細(xì)胞的效率圖像。圖13示出了為超聲換能器和換能器陣列仿真開(kāi)發(fā)的二維數(shù)值模型的原理圖。圖14A至圖14D為圖13數(shù)值模型結(jié)果(底部)與公開(kāi)數(shù)據(jù)(上部)的比較圖，表現(xiàn)數(shù)值模型的精確度。圖14A比較聲勢(shì)能U。圖14B比較聲輻射力(ARF)的x分量。圖14C比較ARF的y分量。圖14D比較ARF的絕對(duì)值。圖15是示出在圖13的模型中由整體壓電晶體產(chǎn)生的聲駐波幅度的圖像。頻率為2.245MHz。橫軸為沿X軸的位置，縱軸為沿Y軸在換能器和反射器之間的位置。圖16是示出在圖13的模型中由4元件壓電陣列產(chǎn)生的聲駐波幅度的圖像。頻率為2.245MHz，并且各元件之間的相位差在變化。圖17是示出在圖13的模型中由4元件壓電陣列產(chǎn)生的聲駐波幅度的圖像。頻率為2.245MHz，并且各元件之間的相位差在變化。圖18是具有4x4壓電陣列的聲泳配置圖，該4x4壓電陣列由2MHzPZT-8晶體制成，晶體中制有切口，如圖5所示。圖19是異相壓電陣列仿真與使用異相陣列的實(shí)際壓電實(shí)驗(yàn)的比較。對(duì)于此仿真，異相是指所輸送的電壓相角。對(duì)于異相測(cè)試，數(shù)值模型的相位從0°–180°–0°–180°變化。對(duì)于實(shí)驗(yàn)測(cè)試，元件在棋盤(pán)模式(checkerboardpattern)下變化。圖20是同相壓電陣列仿真與使用同相陣列的實(shí)際壓電實(shí)驗(yàn)的比較。對(duì)于此仿真，同相是指所輸送的電壓相角。對(duì)于同相測(cè)試，所有元件之間的相位保持不變。圖21是示出切口晶體(kerfedcrystal)(上部)與具有通過(guò)灌封材料連接到一起的壓電元件的換能器陣列(下部)的對(duì)比圖。圖22是示出對(duì)于4元件陣列的異相模式測(cè)試的圖像。圖23是示出對(duì)于5元件陣列的異相模式測(cè)試的圖像。圖24是整體壓電晶體仿真中的歸一化聲輻射力(ARF)的圖像。圖25是整體壓電晶體仿真中ARF分量(側(cè)向與軸向)比例的圖像。圖26是具有變化相位的5元件仿真中的歸一化聲輻射力(ARF)的圖像。圖27是5元件仿真中ARF分量(側(cè)向與軸向)比例的圖像。圖28是示出在異相測(cè)試中，陣列相位的圖像。在測(cè)試中，深色的元件具有0°相角，淺色的元件具有180°相角。具體實(shí)施方式通過(guò)參照下文期望實(shí)施方式以及其中所包括實(shí)施例的具體描述，可以更容易地理解本披露。在下文說(shuō)明以及所附權(quán)利要求中，引用了許多用語(yǔ)，這些用語(yǔ)應(yīng)當(dāng)定義為具有下列意義。單數(shù)形式的“一”、“一種”和“該”包括復(fù)數(shù)個(gè)所指對(duì)象，除非上下文另有指明。用語(yǔ)“包含”在此處用作需要某種指明的部分/步驟的存在并且允許其他部分/步驟的存在。用語(yǔ)“包含”應(yīng)解釋為包括了用語(yǔ)“由……組成”的含義，以及來(lái)源于指明的部分/步驟的生產(chǎn)過(guò)程中的雜質(zhì)，用語(yǔ)“由……組成”只允許指明的部分/步驟的存在。數(shù)值應(yīng)當(dāng)理解為包括：減少到相同數(shù)量的有效位時(shí)是相同的數(shù)值，以及，按照比本申請(qǐng)中所述類(lèi)型的常規(guī)測(cè)量技術(shù)的實(shí)驗(yàn)誤差小的方式偏離所提到的值以確定該值的數(shù)值。本文所披露的所有范圍都包括所列舉的端點(diǎn)，并且可以獨(dú)立組合(例如，“從2克至10克”的范圍包括端點(diǎn)2克和10克以及所有中間值)。用語(yǔ)“基本上”和“大約”可以用于包括在不改變數(shù)值的基本功能的前提下能夠變動(dòng)的數(shù)值。與范圍連用時(shí)，“基本上”和“大約”同樣披露了兩個(gè)端點(diǎn)的絕對(duì)值，例如，“大約2至大約4”同樣披露了范圍“從2至4”。用語(yǔ)“基本上”和“大約”可以指加或減所指數(shù)字的10％。應(yīng)當(dāng)注意到，許多用語(yǔ)在本文中使用時(shí)是相對(duì)用語(yǔ)。例如，用語(yǔ)“上”和“下”在位置上是彼此相對(duì)的，也就是，在給定取向上，上組件位于比下組件更高的海拔高度，但如果使裝置倒轉(zhuǎn)，則這些用語(yǔ)可能變化。用語(yǔ)“入口”和“出口”是對(duì)于給定結(jié)構(gòu)而言相對(duì)于通過(guò)它們流動(dòng)的流體來(lái)說(shuō)的，例如，流體通過(guò)入口流進(jìn)該結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)出口流出該結(jié)構(gòu)。用語(yǔ)“上游”和“下游”是相對(duì)于流體流過(guò)不同組件所在的方向而言的，也就是，流體在流過(guò)下游組件之前流過(guò)上游組件。應(yīng)當(dāng)注意到，在環(huán)路中，第一組件既可以描述為第二組件的上游，也可以描述為第二組件的下游。用語(yǔ)“橫”和“縱”用來(lái)指明相對(duì)于絕對(duì)基準(zhǔn)的方向，即地平面。用語(yǔ)“之上”和“之下”或“向上”和“向下”也是相對(duì)于絕對(duì)基準(zhǔn)而言；向上流動(dòng)總是逆著(抵抗)地球的引力。本申請(qǐng)涉及“同等量級(jí)”。如果較大數(shù)除以較小數(shù)的商是小于10的值，則兩個(gè)數(shù)是同等量級(jí)。本披露的聲泳分離技術(shù)采用超聲駐波對(duì)基底流體中的顆?；虻诙黧w進(jìn)行捕獲(即保持靜止)。根據(jù)顆?；虻诙黧w相對(duì)于基底流體的聲對(duì)比因子，顆?；虻诙黧w在多維聲駐波的波節(jié)或波腹處集中，形成簇，當(dāng)這些簇增長(zhǎng)到足夠大的尺寸(例如通過(guò)聚結(jié)或聚集)以克服多維聲駐波的保持力時(shí)，這些簇最終會(huì)落出多維聲駐波。這是與以往的方法重要的區(qū)別，在以往的方法中，顆粒的軌跡僅由聲輻射力的效果改變。聲場(chǎng)偏離顆粒的散射形成三維聲輻射力作為三維捕獲場(chǎng)。當(dāng)顆粒相對(duì)波長(zhǎng)來(lái)說(shuō)較小時(shí)，聲輻射力與顆粒體積成正比(例如，與半徑的立方成正比)。聲輻射力與頻率和聲對(duì)比因子成正比。聲輻射力同樣與聲能(例如聲壓幅值的平方)成比例。對(duì)于諧波激勵(lì)，力的正弦空間變化驅(qū)動(dòng)顆粒到達(dá)駐波內(nèi)的穩(wěn)定位置。當(dāng)施加于顆粒的聲輻射力強(qiáng)于流體拖曳力和浮力/重力的共同作用時(shí)，在聲駐波場(chǎng)內(nèi)捕獲顆粒。這導(dǎo)致了受到捕獲的例子集中、聚集和/或聚結(jié)，然后通過(guò)重力分離，將持續(xù)地從多維聲駐波中落出。大的側(cè)向力使得顆粒快速成簇。因此，通過(guò)增強(qiáng)的重力分離，一種材料的相對(duì)較大的固體可以從不同材料的相對(duì)小的顆粒、相同的材料和/或基底流體中分離出來(lái)。在這方面，對(duì)比因子是粒子和流體本身的可壓縮度和密度之差。這些特性是粒子和流體自身的特征。與細(xì)胞懸置在其中的介質(zhì)相比，多數(shù)細(xì)胞的種類(lèi)表現(xiàn)出更高的密度和更低的可壓縮度，從而細(xì)胞與媒介之間的聲對(duì)比因子具有正值。其結(jié)果是，軸向聲輻射力(ARF)驅(qū)動(dòng)帶有正對(duì)比因子的細(xì)胞前往壓力波節(jié)平面，而驅(qū)動(dòng)帶有負(fù)對(duì)比因子的細(xì)胞或其他顆粒前往壓力波腹平面。聲輻射力的徑向或側(cè)向分量捕獲細(xì)胞。ARF的徑向或側(cè)向分量大于流體拖曳力和重力的共同作用。徑向或側(cè)向分量驅(qū)動(dòng)細(xì)胞/顆粒去往它們可以聚集為更大的團(tuán)的平面，然后將從流體中重力分離。當(dāng)細(xì)胞在駐波的波節(jié)處聚集時(shí)，同樣會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)基的物理蕩滌(scrubbing)，該現(xiàn)象通過(guò)更多被捕獲的細(xì)胞與已經(jīng)保持在駐波內(nèi)細(xì)胞的接觸發(fā)生。這種現(xiàn)象基本將細(xì)胞從細(xì)胞培養(yǎng)基中分離。表達(dá)的(expressed)生物分子保留在營(yíng)養(yǎng)液流(即細(xì)胞培養(yǎng)基)中。對(duì)于三維聲場(chǎng)，Gor’kov公式可以用于計(jì)算適用于任意聲場(chǎng)的聲輻射力Fac。基本的聲輻射力定義為場(chǎng)勢(shì)U的函數(shù)，其中場(chǎng)勢(shì)U定義為且f1和f2為單極和偶極分布，定義為其中p是聲壓，u是流體顆粒速度，Λ是細(xì)胞密度ρp與流體密度ρf的比值，σ是細(xì)胞中聲速cp與流體中聲速cf的比值，Vo是細(xì)胞的體積，并且<>表示在波周期內(nèi)的時(shí)間平均。Gor’kov公式適用于比波長(zhǎng)小的顆粒。對(duì)于更大的顆粒尺寸，Ilinskii提供了對(duì)于任意顆粒尺寸計(jì)算3D聲輻射力的方程。見(jiàn)Ilinskii，組織中球面上的聲輻射力(AcousticRadiationForceonaSphereinTissue)，美國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)雜志,132,3,1954(2012)(TheJournaloftheAcousticalSocietyofAmerica,132,3,1954(2012))，該部分以引用的方式并入本文。在多模式方法(multimodefashion)中，超聲換能器中壓電晶體的擾動(dòng)允許產(chǎn)生多維聲駐波。壓電晶體可以具體設(shè)計(jì)為在設(shè)定的頻率下，在多模式方法中變形，這允許了多維聲駐波的產(chǎn)生。多維聲駐波可以由壓電晶體的不同模式產(chǎn)生，例如3x3模式可產(chǎn)生多維聲駐波。同樣可以通過(guò)允許壓電晶體經(jīng)過(guò)許多不同的模式形狀而振動(dòng)，產(chǎn)生多數(shù)多維聲駐波。因此，晶體可以激勵(lì)多個(gè)模式，例如0x0模式(即活塞振動(dòng)模式)至1x1、2x2、1x3、3x1、3x3以及其他更高階的模式，然后循環(huán)回到晶體的低模式(lowermodes)(不一定按直接順序)。晶體的這種在模式之間的轉(zhuǎn)換或抖動(dòng)允許了在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，連通單活塞波形在內(nèi)的多種多維波形的產(chǎn)生。在本披露中，單個(gè)超聲換能器包括壓電元件的矩形陣列，該陣列可以運(yùn)行為使得陣列中的一些部分與陣列中的其他部分異相。這同樣可以在流體流中分離材料。聲泳設(shè)備的一個(gè)具體應(yīng)用是在生物反應(yīng)器材料的處理中。在分批補(bǔ)料生物反應(yīng)器(fedbatchbioreactor)中，重要的是在生產(chǎn)周期結(jié)束時(shí)從液流中的表達(dá)材料(expressedmaterials)中過(guò)濾所有細(xì)胞和細(xì)胞碎片。表達(dá)材料由生物分子組成，例如重組蛋白或單克隆抗體，并且是要保留的期望產(chǎn)物。通過(guò)聲泳的使用，非常有效地分離了細(xì)胞和細(xì)胞碎片，并使得表達(dá)材料的損耗非常低。這是對(duì)現(xiàn)有過(guò)濾處理(深度過(guò)濾、切向流過(guò)濾、離心)的改進(jìn)，現(xiàn)有過(guò)濾處理在細(xì)胞密度較高時(shí)表現(xiàn)出有限的效率，因而，濾床自身中表達(dá)材料的損失可能高達(dá)由生物反應(yīng)器所產(chǎn)生材料的5％。包括中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢(CHO)、NS0雜交瘤細(xì)胞、幼倉(cāng)鼠腎(BHK)細(xì)胞及人體細(xì)胞在內(nèi)的哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的使用，已經(jīng)證明是生產(chǎn)/表達(dá)(expressing)當(dāng)今制藥所需的重組蛋白和單克隆抗體的非常有效的方法。哺乳動(dòng)物細(xì)胞和哺乳動(dòng)物細(xì)胞碎片通過(guò)聲泳的過(guò)濾，有助于大大提高補(bǔ)料分批生物反應(yīng)器的產(chǎn)量。通過(guò)多維聲駐波的使用，聲泳過(guò)程同樣可以在標(biāo)準(zhǔn)過(guò)濾過(guò)程的上游或下游與之相連，例如與利用硅藻土的深度過(guò)濾，切向流過(guò)濾(TFF)或其他物理過(guò)濾過(guò)程相連。另一類(lèi)型的生物反應(yīng)器，灌注反應(yīng)器，使用了來(lái)自CHO細(xì)胞的靶蛋白或單克隆抗體的連續(xù)表達(dá)。這使得在更快的生產(chǎn)周期中的占地面積更小。在生產(chǎn)/表達(dá)蛋白質(zhì)時(shí)使用聲泳以在流體流中保持CHO細(xì)胞是非常有效的，并且是封閉回路方式的生產(chǎn)。它還允許了蛋白質(zhì)和單克隆抗體的最大生產(chǎn)效率，這是因?yàn)闆](méi)有濾床中的材料損失。在補(bǔ)料分批生物反應(yīng)器工藝中，聲泳裝置使用單個(gè)或多個(gè)駐波來(lái)捕獲細(xì)胞和細(xì)胞碎片。具有正對(duì)比因子的細(xì)胞和細(xì)胞碎片(相對(duì)于波腹)移動(dòng)至駐波的波節(jié)。隨著細(xì)胞和細(xì)胞碎片在駐波的波節(jié)處聚集，同樣會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)基的物理蕩滌(scrubbing)，該現(xiàn)象通過(guò)更多被捕獲的細(xì)胞與已經(jīng)保持在駐波內(nèi)細(xì)胞的接觸發(fā)生。當(dāng)在多維聲駐波中的細(xì)胞聚集到聲波不再能保持住細(xì)胞聚集塊的程度時(shí)，聚集的被捕獲的細(xì)胞和細(xì)胞碎片由于重力落出流體流，并且可以分開(kāi)收納。這是重力分離的持續(xù)過(guò)程。已經(jīng)組合先進(jìn)的多物理模型和多尺度的計(jì)算機(jī)型號(hào)以及高頻率、高功率和高效率的，帶有嵌入式控制的超聲驅(qū)動(dòng)器，以實(shí)現(xiàn)由壓電換能器陣列驅(qū)動(dòng)的聲諧振器的新設(shè)計(jì)，產(chǎn)生了能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前水平的聲泳分離裝置。理想的是，這樣的換能器在流體中產(chǎn)生三維駐波，該三維駐波伴隨軸向力對(duì)懸浮顆粒/第二流體施加側(cè)向力，以便增加聲泳系統(tǒng)的顆粒捕獲能力。文獻(xiàn)中公布的通常結(jié)果陳述了側(cè)向力的幅值比軸向力的幅值小兩個(gè)數(shù)量級(jí)。與之相反，本申請(qǐng)中所披露的技術(shù)提供的側(cè)向力與軸向力是同等量級(jí)。系統(tǒng)由控制信號(hào)和放大器(沒(méi)有示出)驅(qū)動(dòng)。系統(tǒng)表現(xiàn)由計(jì)算機(jī)監(jiān)視和控制。有時(shí)，由于聲流(acousticstreaming)，可能需要調(diào)制駐波的頻率和電壓幅度。這可以通過(guò)幅度調(diào)制和頻率調(diào)制完成。駐波傳播的占空比(dutycycle)也可以用于實(shí)現(xiàn)材料捕獲的特定結(jié)果。換言之，可以以不同頻率打開(kāi)和關(guān)閉聲束以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果。由本披露的超聲換能器生成的總聲輻射力(ARF)的側(cè)向力對(duì)于克服在達(dá)到2cm/s的高線性速度以及該速度之上時(shí)的流體拖曳力是必要且充分的。例如，通過(guò)本披露裝置的線性速度可以最小為4cm/min，用于細(xì)胞/顆粒的分離，并且可以高達(dá)2cm/sec，用于油脂/水的分離階段。流速可以最小為25mL/min，并可以高達(dá)40mL/min至1000mL/min，或甚至更高。對(duì)于分批生物反應(yīng)器，補(bǔ)料分批生物反應(yīng)器和灌注生物反應(yīng)器來(lái)說(shuō)是準(zhǔn)確的。圖1A中示出了用于去除油或其它輕于水的材料的實(shí)施例的圖示。由換能器10施加通常在從數(shù)百千赫茲至數(shù)十兆赫茲范圍內(nèi)的激勵(lì)頻率。在換能器10與反射器11之間形成一個(gè)或多個(gè)駐波。在壓力波腹14處，在駐波中捕獲微滴12，微滴12在壓力波腹14處附聚、聚集、結(jié)塊或聚結(jié)，以及，在浮動(dòng)材料的情況下，上浮至表面，并且經(jīng)由位于流動(dòng)路徑上方的流出物出口16排出。凈化水在出口18處排出。聲泳分離技術(shù)能以明顯降低的成本完成多組分顆粒分離，而沒(méi)有積垢。圖1B中示出了用于去除污染物或其它重于水的材料的實(shí)施例的圖示。由換能器10施加通常在從數(shù)百千赫茲至數(shù)十兆赫茲范圍內(nèi)的激勵(lì)頻率。在壓力波節(jié)15處，在駐波中捕獲流入水13中的污染物，這些污染物在壓力波節(jié)15處附聚、聚集、結(jié)塊或聚結(jié)，以及，在較重材料的情況下，下沉至底部收集器，并且經(jīng)由位于流動(dòng)路徑下方的流出物出口17排出。凈化水在出口18處排出。一般地，換能器布置為覆蓋流動(dòng)路徑的整個(gè)截面。在特定的實(shí)施方式中，圖1A或圖1B的聲泳系統(tǒng)具有6.375英寸x6.375英寸的正方形截面，其可以在流速高達(dá)5加侖每分鐘(GPM)，或是線性速度高達(dá)12.5mm/sec的情況下運(yùn)行。換能器10是PZT-8(鋯鈦酸鉛)換能器，具有1英寸x1英寸的正方形截面和標(biāo)稱(chēng)2MHz或3MHz的諧振頻率。各換能器消耗約60W的功率，以在流速為5GPM的流速下捕捉液滴。這轉(zhuǎn)換為0.500kWhr/m3的能量消耗。這表明了本技術(shù)相當(dāng)?shù)偷哪芎?。理想的是，各換能器由其各自的放大器供電并控制。本實(shí)施方式的一個(gè)應(yīng)用是通過(guò)微米級(jí)尺寸油滴附聚、聚集、結(jié)塊或聚結(jié)成為明顯更大的油滴，而改變顆粒尺寸分布。圖2是常規(guī)超聲換能器的截面圖。該換能器在底端具有耐磨板50，環(huán)氧樹(shù)脂層52、陶瓷晶體54(例如由PZT制成)、環(huán)氧樹(shù)脂層56和背襯層58。在陶瓷晶體兩面各有一個(gè)電極：正電極61和負(fù)電極63。環(huán)氧樹(shù)脂層56將背襯層58附著于晶體54。整個(gè)組件容納于殼體60中，殼體60可以由例如鋁制成。電轉(zhuǎn)接器62提供導(dǎo)線的連接，以穿過(guò)殼體并與附著于晶體54的引線(未示出)連接。通常，背襯層設(shè)計(jì)為增加阻尼，并形成在較寬頻率范圍內(nèi)具有均勻位移的寬帶換能器，而且，設(shè)計(jì)成以特定振動(dòng)固有模式抑制激勵(lì)。耐磨板通常設(shè)計(jì)作為阻抗變換器，以更好地匹配換能器所輻射的介質(zhì)的特征阻抗。圖3A是本披露的超聲換能器81的截面圖，超聲換能器81可以用在聲泳分離器中。換能器81的形狀為圓盤(pán)或板，并且具有鋁殼體82。壓電晶體是團(tuán)塊狀的鈣鈦礦陶瓷晶體，每個(gè)晶體包括小的，通常為鈦或鋯的四價(jià)金屬離子在大的二價(jià)金屬離子的晶格中，二價(jià)金屬離子通常為鉛或鋇，以及O2-離子。例如，PZT(鋯鈦酸鉛)晶體86限定換能器的底端，并且暴露于殼體的外部。晶體在其周邊受到小彈性層98的支撐，小彈性層98可以為硅樹(shù)脂或其他類(lèi)似的材料，位于晶體和殼體之間。換言之，沒(méi)有耐磨層。經(jīng)由螺紋，螺釘88將殼體的鋁制頂板82a附著于殼體的本體82b。頂板包括用于給換能器供電的連接器84。PZT晶體86的頂面連接到正電極90和負(fù)電極92，正負(fù)電極通過(guò)絕緣材料94分開(kāi)。電極可以由任意的導(dǎo)電材料制成，例如銀或鎳。通過(guò)晶體上的電極向PZT晶體86提供電功率。注意到晶體86不具有如圖2所示的背襯層或環(huán)氧樹(shù)脂層。換言之，在換能器中，鋁制頂板82a和晶體86之間有氣隙87(意即，該氣隙完全為空)。在一些實(shí)施方式中，可以設(shè)置最小限度的背襯58和/或耐磨板50，如圖3B所示。換能器設(shè)計(jì)會(huì)影響系統(tǒng)的性能。典型換能器是層狀結(jié)構(gòu)，帶有結(jié)合至背襯層和耐磨板的陶瓷晶體。因?yàn)橛闪黧w呈現(xiàn)的高機(jī)械阻抗加載于換能器，關(guān)于耐磨板的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，例如對(duì)于駐波應(yīng)用的半波長(zhǎng)厚度、或?qū)τ谳椛鋺?yīng)用的四分之一波長(zhǎng)厚度，以及制造方法，可能并不合適。與之相比，在本披露的一種實(shí)施方式中，換能器沒(méi)有耐磨板或背襯，允許晶體按其固有模式中具有高Q因子的模式之一振動(dòng)。振動(dòng)的陶瓷晶體/盤(pán)片直接暴露于流過(guò)流室的流體。去除背襯(例如，使晶體背襯空氣)也允許陶瓷晶體以較小阻尼以更高階振動(dòng)模式振動(dòng)(例如，更高階模態(tài)位移)。在具有帶背襯晶體的換能器中，晶體以更均勻的位移振動(dòng)，像活塞一樣。除去背襯允許了晶體以不均勻位移模式振動(dòng)。晶體的模態(tài)越高階，晶體具有越多的波節(jié)線。雖然捕獲線與波節(jié)的相關(guān)性不必一一對(duì)應(yīng)，而且，以更高頻率驅(qū)動(dòng)晶體不一定產(chǎn)生更多捕獲線，但是，晶體的更高階模態(tài)位移產(chǎn)生更多的捕獲線。參見(jiàn)下文關(guān)于圖8至圖9D的討論。在一些實(shí)施方式中，晶體可以具有最低限度影響晶體Q因子(例如，少于5％)的背襯。背襯可以由充分(substantially)透聲的材料制成，例如輕木、泡沫或軟木，其允許晶體以更高階模態(tài)振動(dòng)，并維持高Q因子，同時(shí)仍為晶體提供一些機(jī)械支撐。背襯層可以是實(shí)心的，或者，可以是具有穿過(guò)該層的孔的柵格，使得柵格遵循處于特定更高階振動(dòng)模式的振動(dòng)晶體的波節(jié)，在波節(jié)位置處提供支撐的同時(shí)，允許晶體的其余部分自由振動(dòng)。柵格工件或透聲材料的目的是提供支撐，而不降低晶體的Q因子，或者不妨礙特定模態(tài)的激勵(lì)。將晶體放置為與流體直接接觸，通過(guò)避免環(huán)氧樹(shù)脂層和耐磨板的阻尼和能量吸收效應(yīng)，同樣可以獲得高的Q因子。其他的實(shí)施方式可能具有耐磨板或耐磨表面以防止含有鉛的PZT接觸基底流體。例如在諸如分離血液的生物應(yīng)用中，這可能是合意的。這樣的應(yīng)用可以使用諸如鉻、電解鎳或非電解鎳的耐磨層。同樣可以利用化學(xué)氣相沉積以涂敷一層聚(對(duì)-亞二甲苯)(poly(p-xylxyene))(例如聚對(duì)二甲苯)或其它聚合物。有機(jī)和生物相容涂層例如硅樹(shù)脂或聚氨酯也可用作耐磨表面。同樣也可以使用玻璃碳(glassycarbon)耐磨層。玻璃碳，也稱(chēng)玻璃態(tài)石墨，是一種非石墨化碳，其將玻璃和陶瓷的性能與石墨的性能結(jié)合了起來(lái)。最重要的性能是耐高溫、硬度高(7莫氏)、密度低、電阻低、阻力低以及熱阻低。玻璃碳也具有對(duì)化學(xué)侵蝕極強(qiáng)的抵抗力以及對(duì)氣體和液體的不滲透性。在本披露中，將各超聲換能器中使用的壓電晶體的形式調(diào)整為壓電元件的分段陣列的形式。該陣列用于形成單個(gè)或多個(gè)可以用于聲泳的多維聲駐波。圖4示出在超聲換能器中使用的整體的、單片的單電極的壓電晶體200。壓電晶體具有基本為正方形的形狀，具有的長(zhǎng)203和寬205，長(zhǎng)和寬基本相同(例如大約為1英寸)。晶體200具有內(nèi)表面202，且晶體在晶體的反面還具有外表面204，該外表面204通常暴露于流體通過(guò)聲泳裝置的流動(dòng)。外表面和內(nèi)表面的面積相對(duì)較大，晶體相對(duì)較薄(例如對(duì)于2MHz晶體，大約為0.040英寸厚)。圖5示出了本披露的壓電晶體200’。壓電晶體200’的內(nèi)表面202被切分成帶有多個(gè)(即至少兩個(gè))壓電元件208的壓電陣列206。然而，陣列仍然是一個(gè)單晶體。壓電元件208通過(guò)一個(gè)或多個(gè)溝道或在內(nèi)表面202中的切口210相互分離。溝道(即，在壓電元件之間)的寬度可以為約0.0001英寸至約0.02英寸的量級(jí)。溝道的深度可以為約0.001英寸至約0.02英寸。在一些實(shí)施例中，可以在壓電元件之間的溝道210中插入灌封材料212(即環(huán)氧樹(shù)脂、硅膠(Sil-Gel)及類(lèi)似的材料)。灌封材料212不導(dǎo)電，作為在相鄰壓電元件208之間的絕緣體，也有將分離的壓電元件208保持在一起的功能。在此，陣列206包括十六個(gè)壓電元件208(雖然任何數(shù)量的壓電元件都是可能的)，這些壓電元件208布置為矩形4x4配置(正方形時(shí)矩形的子集)。各壓電元件208具有與各自大致相同的尺寸。整個(gè)陣列200’具有與圖4中所示的單晶體相同的長(zhǎng)203和寬205。圖6示出了換能器200”的另外一種實(shí)施方式。換能器200”與圖5的換能器200’基本相似，只是陣列206由二十五個(gè)壓電元件208以5x5的配置形成。同樣，整個(gè)陣列200”具有與圖4中所示的單晶體相同的長(zhǎng)203和寬205。在本披露的壓電陣列中的各壓電元件可以具有獨(dú)立的點(diǎn)連接(即電極)，從而可以獨(dú)立地控制各個(gè)壓電元件的頻率和功率。這些元件可以共用公用的接地電極。這樣的配置不僅允許了多維聲駐波的形成，還允許了改進(jìn)的聲駐波控制。通過(guò)橫越一個(gè)表面進(jìn)行切割，使得壓電晶體的表面分為分離的元件，壓電陣列可以由整體壓電晶體形成。表面的切割可以通過(guò)使用鋸、立銑刀或其他工具，以去除表面的材料并保留由此形成的溝道/槽之間的壓電晶體離散的元件。如上文所解釋的，可以將灌封材料嵌入元件之間的溝道/槽內(nèi)而形成復(fù)合材料。例如，例如，灌封材料可以為聚合物，例如環(huán)氧樹(shù)脂。在特定的實(shí)施方式中，各壓電元件208之間有相互獨(dú)立的物理隔離。這種結(jié)構(gòu)可以通過(guò)如下方法得到：在溝道210中填入灌封材料，然后進(jìn)行切割、砂磨和研磨外表面204，下至溝道。結(jié)果是，壓電元件通過(guò)灌封材料彼此相連，并且各元件都是陣列的獨(dú)立部分。換言之，通過(guò)灌封材料，各壓電元件與其周?chē)膲弘娫锢矸蛛x。圖21是比較這兩種實(shí)施方式的截面圖。在上部，示出了圖5所示的晶體。在內(nèi)表面202上，晶體被切為四個(gè)分離的壓電元件208，但是四個(gè)壓電元件共用同一個(gè)外表面204。在下部，四個(gè)壓電元件208通過(guò)灌封材料212相互物理隔離。四個(gè)元件之間沒(méi)有共同的表面。在本系統(tǒng)中，系統(tǒng)在一定電壓下運(yùn)行，這樣的電壓使得顆粒在超聲駐波中受到捕獲，即保持在靜止位置。將顆粒沿限定好的捕獲線收集到其中，按照半波長(zhǎng)分開(kāi)。在各波節(jié)面內(nèi)，顆粒被捕獲在聲輻射勢(shì)能的最小值點(diǎn)處。聲輻射力的軸向分量驅(qū)動(dòng)帶有正對(duì)比因子的顆粒到達(dá)壓力波節(jié)面，而帶有負(fù)對(duì)比因子的顆粒則被驅(qū)動(dòng)到達(dá)壓力波腹面。聲輻射力的徑向或側(cè)向分量是捕獲顆粒的力。在使用典型換能器的系統(tǒng)中，聲輻射力的徑向或側(cè)向分量通常比聲輻射力的軸向分量小若干個(gè)數(shù)量級(jí)。然而，本披露的分離器中的橫向力會(huì)比較明顯，與軸向力分量處于同等量級(jí)，并且足以克服線速度高達(dá)1cm/s時(shí)的流體的拖曳力。如上文所討論的，與晶體如具有均勻位移的活塞那樣有效運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)形式相反，通過(guò)以更高階模態(tài)驅(qū)動(dòng)換能器，可以增大橫向力。聲壓與換能器的驅(qū)動(dòng)電壓成正比。電功率與電壓的平方成正比。在運(yùn)行過(guò)程中，可以驅(qū)動(dòng)本披露的壓電陣列，使得壓電元件相互同相。換言之，各壓電元件產(chǎn)生具有相同頻率且無(wú)時(shí)移的多維聲駐波。在其他實(shí)施方式中，壓電元件可以相互異相，也就是它們具有不同頻率或時(shí)移，或者具有不同的相角。如下文所繼續(xù)描述的，在更加特殊的實(shí)施方式中，將陣列中的元件安排為異相的組或集合，相位差為90°的倍數(shù)(即90°和/或180°)。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)換能器的脈沖電壓信號(hào)可以具有正弦波、方波、鋸齒波或三角波的波形，并且具有500千赫至10兆赫的頻率。脈沖電壓信號(hào)可以用脈沖寬度調(diào)制(PWM，脈寬調(diào)制)驅(qū)動(dòng)，脈沖寬度調(diào)制可以產(chǎn)生任意期望的波形。脈沖電壓信號(hào)也可以具有調(diào)幅或調(diào)頻開(kāi)始/停止能力，以消除聲流。圖7是對(duì)數(shù)-對(duì)數(shù)圖像(y軸和x軸為對(duì)數(shù)軸)，示出了聲輻射力、流體拖曳力和顆粒半徑浮力的尺度。計(jì)算是針對(duì)實(shí)驗(yàn)中使用的典型的SAE-30油滴完成的。浮力是與顆粒體積相關(guān)的力，所以對(duì)于微米量級(jí)的顆粒尺寸，浮力可以忽略，但是隨著顆粒尺寸增長(zhǎng)，對(duì)于數(shù)百微米量級(jí)的顆粒尺寸，浮力變得較為明顯。流體拖曳力與流體速度成線性比例，所以對(duì)于微米量級(jí)尺寸的顆粒，流體拖曳力通常會(huì)超過(guò)浮力，但對(duì)于數(shù)百微米量級(jí)尺寸的較大顆粒，流體拖曳力可以忽略。聲輻射力的尺度(縮放)不同。當(dāng)顆粒尺寸較小時(shí)，Gor’kov公式是準(zhǔn)確的，聲捕獲力與顆粒體積成比例。最終，當(dāng)顆粒尺寸增長(zhǎng)時(shí)，聲輻射力不再隨顆粒體積半徑的立方增長(zhǎng)，并將在特定的臨界顆粒尺寸迅速消失。對(duì)于顆粒尺寸的繼續(xù)增長(zhǎng)，輻射力的幅值再次增長(zhǎng)，但其相位相反(在圖像中未示出)。這種模式重復(fù)出現(xiàn)，用以增長(zhǎng)顆粒尺寸。最初，當(dāng)分散體系(suspension)主要以微米尺寸的小顆粒流經(jīng)系統(tǒng)時(shí)，為了在駐波中捕獲顆粒，聲輻射力需要平衡流體拖曳力和浮力的共同作用。在圖7中，這種情況發(fā)生在顆粒尺寸約為3.5微米時(shí)，標(biāo)記為Rc1。然后圖像指出所有更大的顆粒也會(huì)被捕獲。因此，當(dāng)小顆粒被捕獲在駐波中時(shí)，發(fā)生了顆粒的附聚、聚集、結(jié)塊或聚結(jié)，造成顆粒有效尺寸的持續(xù)增長(zhǎng)。當(dāng)顆粒尺寸增長(zhǎng)時(shí)，聲輻射力從顆粒處反射，從而大顆粒會(huì)導(dǎo)致聲輻射力的減少。顆粒尺寸繼續(xù)增大，直到浮力開(kāi)始起主導(dǎo)作用，該點(diǎn)由第二臨界顆粒尺寸Rc2指出，在該臨界顆粒尺寸時(shí)，顆粒上浮或下沉取決于它們關(guān)于基底流體的相對(duì)密度。當(dāng)顆粒上浮或下沉?xí)r，它們不再反射聲輻射力，從而聲輻射力再度增大。并非所有顆粒都會(huì)落出，這些剩余顆粒的尺寸也將繼續(xù)增大。這種現(xiàn)象解釋了在圖7中超過(guò)尺寸Rc2后聲輻射力的快速下降和上升。因此，圖7解釋了在駐波中如何能夠持續(xù)捕獲小顆粒，小顆粒如何聚結(jié)為大顆?；騾玻缓笥捎谥亓Ψ蛛x持續(xù)從多維聲駐波中落出。換能器的尺寸、形狀和厚度決定了在不同頻率的激勵(lì)下?lián)Q能器的位移，該位移又影響了油分離的效率。通常，換能器在厚度諧振頻率(半波長(zhǎng))附近的頻率下運(yùn)行。換能器位移的梯度通常導(dǎo)致油被捕獲于多個(gè)位置。高階模態(tài)的位移產(chǎn)生聲場(chǎng)中各個(gè)方向帶有較強(qiáng)梯度的三維聲駐波，從而在各個(gè)方向產(chǎn)生了同等強(qiáng)的聲輻射力，這造成了多捕獲線，捕獲線的數(shù)量與換能器的具體模態(tài)相關(guān)。圖8示出了在2.2MHz換能器諧振附近頻率中測(cè)量的1平方英寸PZT-82-MHz的電阻抗幅值關(guān)于頻率的函數(shù)。換能器電阻抗的最小值點(diǎn)對(duì)應(yīng)水柱的聲諧振，并代表了潛在的運(yùn)行頻率。數(shù)值模型指出，在這些諧振頻率下，換能器位移的分布發(fā)生明顯的變化，從而直接影響了聲駐波和產(chǎn)生的捕獲力。由于換能器運(yùn)行在其厚度諧振頻率的附近，電極表面的位移本質(zhì)上是異相的。通常，換能器電極的位移不均勻，并且根據(jù)激勵(lì)頻率而變化。例如，在一個(gè)帶有一條捕獲油滴線的激勵(lì)頻率下，位移具有在電極中央的單個(gè)最大值點(diǎn)，并具有在換能器邊緣附近的最小值點(diǎn)。在其他激勵(lì)頻率下，換能器截面具有多個(gè)最大值點(diǎn)，這造成了多個(gè)油滴捕獲線。高階換能器位移模式造成更高的捕獲力和多個(gè)用于捕獲油滴的穩(wěn)定捕獲線。為了研究換能器位移的分布(profile)對(duì)聲捕獲力和油滴分離效率的作用，將實(shí)驗(yàn)重復(fù)了十次，除了激勵(lì)頻率以外，每次實(shí)驗(yàn)的所有條件都相同。在圖8中，十個(gè)相鄰的諧振頻率以帶圈數(shù)字1至9以及字母A標(biāo)明，將這十個(gè)諧振頻率用作激勵(lì)頻率。阻抗的這些振蕩對(duì)應(yīng)于聲泳系統(tǒng)的諧振。聲泳系統(tǒng)的長(zhǎng)度為2英寸時(shí)，振蕩以間距約為15kHz分開(kāi)。實(shí)驗(yàn)條件為30分鐘的實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)、約5微米SAE-30油滴的1000ppm的油濃度、500毫升/分鐘的流速、以及在1英寸寬x2英寸長(zhǎng)的截面處20W的施加功率。隨著乳狀液通過(guò)換能器，觀察到油滴的捕獲線并使其特征化。關(guān)于圖8中所識(shí)別的十個(gè)諧振頻率中的七個(gè)，特征化涉及越過(guò)流道的捕獲線數(shù)量的觀察以及其樣式的特征，如圖9A所示。圖9B示出本系統(tǒng)的等軸側(cè)視圖，其中確定了捕獲線位置。圖9C是本系統(tǒng)沿箭頭114俯視入口時(shí)本系統(tǒng)所呈現(xiàn)的圖。圖9D是沿箭頭116直接觀察換能器面時(shí)本系統(tǒng)所呈現(xiàn)的圖。在圖9B至9D中所示的捕獲線是在圖8和圖9A中的頻率4下所產(chǎn)生的。激勵(lì)頻率的影響清楚地確定了捕獲線的數(shù)量，捕獲線的數(shù)量從在聲諧振激勵(lì)頻率5和9下的單條捕獲線變化至在聲諧振頻率4下的9條捕獲線。在其它激勵(lì)頻率下，觀察到4條或5條捕獲線。換能器的不同位移分布能在駐波中產(chǎn)生不同(更多)的捕獲線，而位移分布中的更大梯度通常建立更高的捕獲力和更多的捕獲線。表1總結(jié)了得自使用類(lèi)似于圖10A的系統(tǒng)的油捕獲實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)。一個(gè)重要結(jié)論是，聲分離器的油分離效率與換能器的模態(tài)直接相關(guān)。越高階的位移分布產(chǎn)生越大的聲捕獲力和更多的捕獲線，導(dǎo)致越高的效率。對(duì)尺度(scaling)研究有用的第二個(gè)結(jié)論是，測(cè)試表明，以500毫升/分鐘捕獲5微米油滴，每1英寸聲束跨度、每平方英寸換能器面積需要10瓦功率。主要耗損是聲駐波的總體積中的熱粘性吸收的耗損。在此流速下的能源成本是每立方米0.500千瓦時(shí)。表1：捕獲模式俘獲效率研究圖10A中示出了一種4英寸×2.5英寸的流動(dòng)橫截面面積的中等規(guī)模裝置124，用于分離基底流體與浮動(dòng)流體或顆粒。聲通道長(zhǎng)度是4英寸。在此，本裝置示出為處于流動(dòng)方向向下的取向，這用來(lái)從基底流體中分離低密度顆粒。然而，實(shí)質(zhì)上，本裝置可以上下顛倒，以允許分離重于基底流體的顆粒。與方向向上的浮力不同，由于重力，附聚顆粒的重量拉動(dòng)它們向下。應(yīng)當(dāng)注意到，將本實(shí)施方式描繪為具有流體以豎向方式流動(dòng)的取向。然而，也可以考慮，流體以水平方向或者以一定角度流動(dòng)。含有顆粒的流體通過(guò)入口126進(jìn)入本裝置，進(jìn)入到環(huán)形壓力室(annularplenum)131中。環(huán)形壓力室具有環(huán)形內(nèi)徑和環(huán)形外徑。注意，在此，用語(yǔ)“環(huán)形”用于指兩個(gè)形狀之間的區(qū)域，壓力室不必為圓形。在此圖示中可以看到兩個(gè)入口，但也可以根據(jù)需要設(shè)置任意數(shù)量的入口。在特定實(shí)施例中，使用了四個(gè)入口。這些入口呈放射狀對(duì)置和取向。異型管嘴壁129以這樣的方式減小流路的外徑，在靠近壁的區(qū)域產(chǎn)生更高的速度并減小湍流，隨著流體速度分布發(fā)展而產(chǎn)生鄰近活塞流，也就是，使流體沿中線方向向下加速，只帶有很少甚至沒(méi)有周向運(yùn)動(dòng)分量、以及較低的流動(dòng)湍流。這產(chǎn)生了一種對(duì)于聲分離以及顆粒收集最優(yōu)的室流分布。流體通過(guò)連接管127，并進(jìn)入流動(dòng)/分離室128。在圖10B異型管嘴129的放大圖中可以看到，管嘴壁還向懸浮顆粒加入徑向運(yùn)動(dòng)分量，使顆粒移動(dòng)而更靠近于本裝置的中線，并且與上升、上浮的附聚顆粒產(chǎn)生更多碰撞。在到達(dá)分離室之前，在連接管127中，這種徑向運(yùn)動(dòng)允許顆粒與流體的最佳蕩滌(scrubbing)。異型管嘴壁129以如下方式引導(dǎo)流體，在收集管133的入口處產(chǎn)生大規(guī)模渦流，從而也改善了顆粒的收集。通常，裝置124的流動(dòng)區(qū)設(shè)計(jì)成從環(huán)形壓力室131至分離室128持續(xù)減小，以保證湍流和渦流的形成較少，以便于更好的顆粒分離、附聚、以及收集。管嘴壁具有寬端和窄端。術(shù)語(yǔ)蕩滌用于描述顆粒/液滴附聚、聚集、結(jié)塊或聚結(jié)的過(guò)程，該過(guò)程在較大顆粒/液滴沿與流體流動(dòng)相反的方向上運(yùn)動(dòng)并與較小顆粒碰撞時(shí)發(fā)生，其效果是將較小顆粒蕩滌出懸液。回到圖10A，流動(dòng)/分離室128包括位于該室的相對(duì)兩側(cè)的換能器陣列130和反射器132。使用中，多維駐波134在換能器陣列130與反射器132之間產(chǎn)生。這些駐波可以用來(lái)附聚顆粒，且這種取向用于附聚浮動(dòng)的顆粒(例如，油)。然后，含有殘留顆粒的流體通過(guò)流體出口135流出。隨著浮動(dòng)顆粒附聚，它們最終克服流體流動(dòng)拖曳力和聲輻射力的共同作用，并且它們的浮力足以促使浮動(dòng)顆粒上升。在這一方面，收集管133由環(huán)形壓力室131包圍。較大的顆粒將通過(guò)此管并進(jìn)入收集室140。此收集室也可以是出口管的一部分。收集管和流體出口位于裝置的相對(duì)端。應(yīng)當(dāng)注意到，分離室128中所形成的浮動(dòng)顆粒隨后通過(guò)連接管127和管嘴壁129。由于管嘴壁所施加向內(nèi)徑向運(yùn)動(dòng)，這導(dǎo)致來(lái)自環(huán)形壓力室的入流流過(guò)上升的附聚顆粒。本披露的換能器配置產(chǎn)生了三維壓力場(chǎng)，該三維壓力場(chǎng)包括垂直于流體流動(dòng)的駐波。壓力梯度足夠大，足以產(chǎn)生正交于駐波方向的聲泳力(即聲泳力平行于流體流動(dòng)方向)，其幅值與沿波向的聲泳力的幅值是同等量級(jí)。這允許增強(qiáng)的在流室中和沿良好限定的捕獲線的顆粒捕獲和收集，與常規(guī)裝置中那樣只在收集面中捕獲顆粒相反。顆粒具有足夠的時(shí)間移向駐波的波節(jié)或波腹，產(chǎn)生了顆?？杉?、附聚和/或聚結(jié)，然后浮力/重力分離的區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，流體流動(dòng)具有高達(dá)1500的Reynolds數(shù)(雷諾數(shù))，也就是，層流正在出現(xiàn)。對(duì)于工業(yè)上的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)于流過(guò)本系統(tǒng)的流動(dòng)，Reynolds數(shù)常常是從10至1500。顆粒相對(duì)于流體運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)產(chǎn)生了遠(yuǎn)低于1.0的Reynolds數(shù)。Reynolds數(shù)表示給定流場(chǎng)中慣性流動(dòng)效應(yīng)與粘性效應(yīng)之比。對(duì)于低于1.0的Reynolds數(shù)，粘性力在流場(chǎng)中占主導(dǎo)地位。這導(dǎo)致顯著的阻尼，整個(gè)流動(dòng)中剪切力占優(yōu)勢(shì)。粘性力占優(yōu)勢(shì)的這種流動(dòng)稱(chēng)為Stokes流。糖蜜的流動(dòng)是一種示例。在這種條件下，壁輪廓控制和流線型化只有很小的影響。這與非常粘的流體的流動(dòng)或非常微小通道如MEMS裝置中的流動(dòng)是相關(guān)聯(lián)的。入口輪廓的控制具有很小的影響。聲泳顆粒分離器中顆粒相對(duì)于流體的流動(dòng)將是Stokes流，這是因?yàn)轭w粒直徑以及顆粒與流體之間的相對(duì)速度都很小。另一方面，關(guān)于流過(guò)本系統(tǒng)的流動(dòng)的Reynolds數(shù)將遠(yuǎn)大于1.0，這是因?yàn)榱黧w速度和入口直徑都相對(duì)大很多。對(duì)于遠(yuǎn)大于1.0的Reynolds數(shù)，只有在流與表面接觸的地方粘性力才是占主導(dǎo)地位的?？拷砻娴倪@種粘性區(qū)稱(chēng)為邊界層，并且由LudwigPrandtl首先認(rèn)識(shí)到(參考文獻(xiàn)2)。在管道流中，對(duì)于管道中的已完全形成的流，如果Reynolds數(shù)明顯高于1.0并且低于2300，則該流將是層流。壁處的壁剪切應(yīng)力將隨距離擴(kuò)散進(jìn)入流中。在管道的入口處，以均勻的流速開(kāi)始。隨著流動(dòng)順著管道向下移動(dòng)，壁粘性力的作用將朝中線向內(nèi)擴(kuò)散，而產(chǎn)生拋物線速度分布。這種拋物線分布將具有峰值，該峰值是平均速度的兩倍。拋物線分布的形成所需要的長(zhǎng)度是Reynolds數(shù)的函數(shù)。對(duì)于20的Reynolds數(shù)(該Reynolds數(shù)對(duì)于CHO操作是典型的)，形成長(zhǎng)度是1.2倍管道直徑。因此，完全形成的流動(dòng)非?？斓匕l(fā)生。中心的這種峰值速度對(duì)聲顆粒分離會(huì)是不利的。同樣，在層流處，Reynolds數(shù)湍流可能出現(xiàn)，以及，流動(dòng)表面輪廓控制在控制流動(dòng)方面是非常重要的?；谶@些原因，將所述分離器設(shè)計(jì)成帶有環(huán)形入口壓力室和收集管。大環(huán)形壓力室后接有入口壁管嘴，其將流體加速并朝中線向內(nèi)引導(dǎo)，如圖10B所示。壁輪廓對(duì)分布具有較大影響。區(qū)域收斂增加了流的平均速度，但壁輪廓決定速度分布。管嘴壁輪廓將是流線型的，并且在分離器中設(shè)計(jì)有較小的曲率半徑。換能器用來(lái)產(chǎn)生壓力場(chǎng)，該壓力場(chǎng)在駐波方向和正交于駐波方向的方向上都產(chǎn)生幅值量級(jí)相同的力。當(dāng)這些力是大致同等量級(jí)時(shí)，尺寸為0.1微米至300微米的顆粒將更有效地朝附聚區(qū)(“捕獲線”)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)檎宦曈玖Ψ至恐型确档奶荻龋小盁狳c(diǎn)”或顆粒收集區(qū)，其不在換能器130與反射器132之間駐波方向上的常規(guī)位置。熱點(diǎn)位于聲輻射勢(shì)能的最小值點(diǎn)。這種熱點(diǎn)表示顆粒收集位置。本聲泳分離器的一種應(yīng)用是從生產(chǎn)生物治療蛋白的生物細(xì)胞中分離出生物治療蛋白。在這方面，現(xiàn)有的分離方法要求過(guò)濾或離心，這兩種中兩者都會(huì)毀壞細(xì)胞，釋放蛋白質(zhì)碎片和酶進(jìn)入純化處理，并且增加對(duì)純化系統(tǒng)下游部分的負(fù)擔(dān)。理想的是，能處理具有更高細(xì)胞密度的體積，因?yàn)檫@允許更大量的治療性蛋白質(zhì)的收集和更高的成本效益。圖11A和圖11B是示出聲泳分離器各部分的分解圖。圖11A只有一個(gè)分離室，而圖11B具有兩個(gè)分離室。參照?qǐng)D11A，流體通過(guò)四端口入口191進(jìn)入分離器190。此處可見(jiàn)環(huán)形壓力室。設(shè)置過(guò)渡件192以建立通過(guò)分離室193的活塞流。該過(guò)渡件包括如圖10A及上文所描述的，具有彎曲形狀的異型管嘴壁。換能器40和反射器194位于分離室的相對(duì)壁上。然后，流體通過(guò)出口195從分離室193和分離器排出。分離室具有矩形形狀的流路幾何構(gòu)造。圖11B具有兩個(gè)分離室193。系統(tǒng)聯(lián)結(jié)器196位于兩個(gè)室193之間，以將兩個(gè)室193結(jié)合起來(lái)。對(duì)于不同中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢(CHO)細(xì)胞系進(jìn)行了聲泳分離的測(cè)試。在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，使用如圖11A中所描繪的系統(tǒng)，對(duì)具有8.09×106細(xì)胞/毫升的初始細(xì)胞密度、1,232NTU渾濁度、以及細(xì)胞活力約75％的溶液進(jìn)行了分離。換能器是2MHz晶體，運(yùn)行于約2.23MHz，消耗24～28瓦。使用了25毫升/分鐘的流速。此實(shí)驗(yàn)的結(jié)果示于圖12A中。在另一實(shí)驗(yàn)中，對(duì)具有8.09×106細(xì)胞/毫升的初始細(xì)胞密度、1,232NTU渾濁度、以及細(xì)胞活力約75％的溶液進(jìn)行了分離。此CHO細(xì)胞系具有雙峰顆粒尺寸分布(在尺寸12微米和20微米處)。結(jié)果示于圖12B中。圖12A和圖12B是由貝克曼庫(kù)爾特(BeckmanCoulter)細(xì)胞活力分析儀產(chǎn)生的。其它測(cè)試揭示：在將細(xì)胞從流體分離時(shí)，1MHz和3MHz的頻率不如2MHz有效。在以10升/小時(shí)流速的其它測(cè)試中，捕獲了99％的細(xì)胞，并且證實(shí)了細(xì)胞活力高于99％。在以50毫升/分鐘(即：3升/小時(shí))流速的其它測(cè)試中，得到了3×106細(xì)胞/毫升的最終細(xì)胞密度，并且具有接近100％的活力，而且?guī)缀鯖](méi)有溫度上升。在又一些測(cè)試中，在6升/小時(shí)流速下，得到了95％的渾濁度降低。使用酵母作為CHO的模擬物，對(duì)生物應(yīng)用進(jìn)行了圖10A至10B中所示的關(guān)于標(biāo)定單元的測(cè)試。為了這些測(cè)試，在15升/小時(shí)流速下，測(cè)試了不同頻率以及不同功率水平。表2示出了測(cè)試的結(jié)果。表2：15升/小時(shí)流速下2.5英寸x4英寸的系統(tǒng)的結(jié)果頻率(兆赫茲)30瓦37瓦45瓦2.221193.981.484.02.228385.578.785.42.235689.185.881.02.24386.7-79.6在生物應(yīng)用中，許多部件，例如通向或來(lái)自殼體、入口、排出壓力室、以及進(jìn)入壓力室等的連接管都可以是一次性的，只有換能器和反射器要進(jìn)行清潔以便重新使用。避免了離心機(jī)和過(guò)濾器，允許CHO細(xì)胞更好的分離，而沒(méi)有降低細(xì)胞的活力。聲泳分離器的形狀因子也小于過(guò)濾系統(tǒng)的形狀因子，允許了CHO分離的小型化。換能器也可以被驅(qū)動(dòng)以形成快速壓力變化，以避免或清除由于CHO細(xì)胞附聚所致的阻塞。換能器的頻率也可以改變，以獲得給定功率下的最佳有效性。下面提供實(shí)施例，以說(shuō)明本披露的裝置、部件和方法。這些實(shí)施例僅是示意性的，不能用于限制本披露的材料、條件或過(guò)程參數(shù)為下面所描述的材料、條件或過(guò)程參數(shù)。實(shí)施例利用COMSOL仿真軟件，為聲泳裝置建立了二維數(shù)值模型。該模型如圖13所示。裝置包括鋁壁222和位于對(duì)側(cè)壁的不銹鋼反射器224。壓電換能器230嵌入在壁中。如本文所說(shuō)明的，換能器的形式為4元件壓電陣列。壁222和反射器224限定了流室，其中箭頭225標(biāo)明了流體通過(guò)流室的流向。壓電換能器與流體直接接觸。即使在仿真中沒(méi)有使用灌封材料，同樣示出了溝道/切口210和灌封材料212。運(yùn)行仿真軟件，并將其輸出與公開(kāi)的數(shù)據(jù)(Barmatz,J.Acoust.Soc.Am.77,928,1985)進(jìn)行對(duì)比。圖14A比較了聲勢(shì)U。圖14B比較了聲輻射力(ARF)的x分量。圖14C比較了ARF的y分量。圖14D比較了ARF的絕對(duì)值。在這些圖中，上部為公開(kāi)數(shù)據(jù)，下部為數(shù)值模型的結(jié)果。如圖所示，數(shù)值模型的結(jié)果與公開(kāi)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，這驗(yàn)證了數(shù)值模型和由此進(jìn)行的后續(xù)運(yùn)算。然后運(yùn)行了三個(gè)不同的仿真，以建立利用三種不同的壓電換能器將SAE30油滴從水中分離的模型。三種壓電換能器分別為：1元件換能器(即單晶體)，4元件換能器和5元件換能器。這些換能器運(yùn)行于相同的頻率，以及，油和水使用如下的參數(shù)：油顆粒半徑(RP)＝10μm；油密度(ρp)＝865kg/m3；油中的聲速(cp)＝1750m/sec；顆粒速度(μf)＝0.001kg/m·sec；水密度(ρf)＝1000kg/m3；以及水中的聲速(cf)＝1500m/sec。對(duì)于4元件換能器，各個(gè)溝道具有0.0156英寸的寬度和0.0100英寸的深度，并且各元件具有0.2383英寸的寬度(換能器的總寬度為一英寸)。對(duì)于5元件換能器，各個(gè)溝道具有0.0156英寸的寬度和0.0100英寸的深度，并且各元件具有0.1875英寸的寬度。圖15示出了使用1元件換能器時(shí)顆粒受力的仿真，為PZT晶體200的二維表示。圖16示出了使用4元件換能器時(shí)顆粒受力的仿真，為PZT晶體200’的二維表示。圖17示出了使用5元件換能器時(shí)顆粒受力的仿真，為PZT晶體200”的二維表示。各換能器具有相同的寬度，與其具有的元件數(shù)量無(wú)關(guān)?？梢郧宄乜吹綇膿Q能器產(chǎn)生的多維聲駐波的幅度(顏色淺的區(qū)域的幅度高于顏色深的區(qū)域)。然后在4元件陣列上運(yùn)行仿真，以比較波上相位的作用。流速為500毫升/分鐘，流體的Reynolds數(shù)為220，每個(gè)元件的輸入電壓為直流2.5V，并且每個(gè)元件的直流功率為1瓦特。在一個(gè)仿真中，四個(gè)元件相對(duì)各自在0-180-0-180相位上(即異相)。在另一仿真中，四個(gè)元件之間相互同相。然后將仿真與以具有4x4壓電陣列的換能裝置進(jìn)行的實(shí)際實(shí)驗(yàn)比較，如圖18所示。圖19比較了圖18中的換能裝置使用異相陣列時(shí)，異相仿真的結(jié)果(左)和示出實(shí)際結(jié)果的圖(右)。結(jié)果非常相似。在仿真中幅值較高的位置，在實(shí)際圖的對(duì)應(yīng)位置處可以看到捕獲的顆粒。圖20比較了圖18中的環(huán)能裝置使用同相陣列時(shí)，同相仿真的結(jié)果(左)和示出實(shí)際結(jié)果的圖(右)。結(jié)果非常相似。對(duì)于4元件換能器和5元件換能器，對(duì)于直徑20微米的油滴，在2.19MHz至2.25MHz的掃頻下，運(yùn)行了另外的數(shù)值模型在不同布置下的同相和異相仿真，如下文中表3所述。異相的意思是以不同的相位激勵(lì)相鄰的元件。圖22示出了對(duì)于4元件陣列仿真的兩種異相模式。左圖示出0-180-0-180模式，而右圖示出0-180-180-0模式。圖23示出了對(duì)于5元件陣列仿真的四種異相模式。左上圖示出0-180-0-180-0模式。右上圖示出0-0-180-0-0模式。左下圖示出0-180-180-180-0模式。右下圖示出0-90-180-90-0模式。在該頻率范圍內(nèi)，確定聲輻射力的側(cè)向分量(x軸)與軸向分量(y軸)的比值，該比值的范圍在下面的表3中列出。表3換能器相位最小比值最大比值1元件(單晶體)～0.15～0.754元件陣列同相～0.08～0.544元件陣列(0-180-0-180)～0.39～0.944元件陣列(0-180-180-0)～0.39～0.925元件陣列同相～0.31～0.855元件陣列(0-180-0-180-0)～0.41～0.875元件陣列(0-0-180-0-0)～0.41～0.815元件陣列(0-180-180-180-0)～0.40～0.855元件陣列(0-90-180-90-0)～0.38～0.81圖24示出來(lái)自單壓電晶體仿真的歸一化的聲輻射力(ARF)。由通過(guò)測(cè)量的電壓和電流計(jì)算出的實(shí)功率，將ARF的值歸一化。圖25示出了對(duì)于單壓電晶體在測(cè)試頻率范圍的仿真，ARF分量(側(cè)向和軸向)的比例。圖26示出來(lái)自5元件仿真的歸一化聲輻射力。圖27示出了對(duì)于在測(cè)試頻率范圍的5元件仿真，ARF分量(側(cè)向和軸向)的比例。比較圖24與圖26，1元件仿真的ARF峰值約為6e-11，而5元件仿真的ARF峰值約為2e-9。比較圖25和圖27，圖27中力的比例也更加穩(wěn)定(consistent)，圖25具有約為0.60的變差，而圖27具有約為0.40的變差。通常，4元件和5元件陣列產(chǎn)生較高的比例，包括大于0.9的比例。一些仿真中也有比1元件換能器產(chǎn)生的大幾乎兩個(gè)量級(jí)的聲輻射力幅值(1元件產(chǎn)生的聲輻射力作為基線)。然后測(cè)試16元件和25元件的實(shí)驗(yàn)陣列。流入的溶液是3％填充細(xì)胞塊狀酵母溶液(packedcellmassyeastsolution)，用作用于生物應(yīng)用的CHO細(xì)胞的模擬物。對(duì)于異相測(cè)試，使用了0°和180°相角的棋盤(pán)模式。對(duì)于25元件陣列，12個(gè)元件的相位為180°，13個(gè)元件的相位為0°。圖28示出了這些棋盤(pán)模式。左邊為16元件陣列，右邊為25元件陣列，不同的陰影表示不同的相角。在不同頻率的30分鐘之后，測(cè)量流入液、濃縮液和滲透液的渾濁度。濃縮液是流出裝置的含有濃縮酵母的部分連同一些流體。滲透液是流出裝置的經(jīng)過(guò)濾的部分，其大部分為液體，帶有很小濃度的酵母。較低的渾濁度表示較低的酵母濃度。按照(流入液-滲透液)/流入液*100％確定捕獲效率。流入液的流速為30毫升/分鐘，濃縮液的流速為5毫升/分鐘。換能器的功率設(shè)定為8W。表4列出了單元件換能器的結(jié)果，其用于作為基線或控制線。表4頻率(兆赫茲)2.2252.244濃縮液(NTU)15,40015,400滲透液(NTU)262327流入液(NTU)4,5505,080捕獲效率(％)94.293.6表5列出了16元件換能器同相的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。表5頻率(兆赫茲)2.222.2252.232.2422.2432.2442.2552.26濃縮液(NTU)22,70024,30022,50024,60023,10028,10027,40023,800滲透液(NTU)205233241201249197244165流入液(NTU)5,0804,8505,1004,8304,8105,0804,9404,830捕獲效率(％)96.095.295.395.894.896.195.196.6表6列出了16元件換能器異相的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。表6頻率(兆赫茲)2.222.2252.232.2422.2432.2442.2552.26濃縮液(NTU)40,90021,40026,00049,30019,10055,80022,10035,000滲透液(NTU)3513693821,690829761397581流入液(NTU)5,5904,8705,8605,1605,0404,8704,8005,170捕獲效率(％)93.792.493.567.283.684.491.788.8將16元件陣列的結(jié)果相互比較，并與對(duì)照組比較，同相陣列在頻率范圍內(nèi)保持了高的捕獲效率，而異相陣列的捕獲效率在大約2.24MHz處開(kāi)始快速下降。對(duì)于大多數(shù)同相測(cè)試，效率的結(jié)果與對(duì)照組很相似。在各頻率，同相的效率都比異相的效率高。表7列出了25元件換能器同相的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。表7頻率(兆赫茲)2.21902.23002.23552.24702.24752.24802.24852.2615濃縮液(NTU)13,30019,80020,90021,40013,70017,30019,00019,500滲透液(NTU)9506692831,0441,0941,164688797流入液(NTU)4,9304,9304,9105,0104,9505,2205,0105,110捕獲效率(％)80.786.494.279.277.977.786.384.4表8列出了25元件換能器異相的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。表8頻率(兆赫茲)2.21902.23002.23552.24702.24752.24802.24852.2615濃縮液(NTU)14,605-21,70018,02523,42522,57521,90022,450滲透液(NTU)2,5682,5411,4841,1341,0059879052,034流入液(NTU)5,6106,0205,2006,0105,8805,8405,8605,880捕獲效率(％)54.257.871.581.182.983.184.665.4將25元件陣列的結(jié)果相互比較，并與對(duì)照組比較，兩者的效率均比對(duì)照組低。25元件同相陣列峰值約為95％，然后在兩個(gè)方向均下落。異相陣列峰值約為85％的效率，并急劇下降。效率的結(jié)果與對(duì)照組非常相似。應(yīng)當(dāng)注意到，對(duì)于利用數(shù)值模型找到的高峰值幅度沒(méi)有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。已參照示例性實(shí)施方式對(duì)本披露進(jìn)行了描述。顯然，在閱讀并理解前述具體描述之后，其他人可以做出修改和變更。旨在將本披露解釋為包括所有這些修改和變更，只要這些修改和變更在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3