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第 37 卷 第 5 期 沈建中： 关于表述空化场强弱术语的讨论 833

2.2 空化噪声 超声声强的增强而增强，形成所谓的空化屏蔽。空
声空化产生很强的很有特征的噪声。测量空化 化屏蔽还有另外一层的意思。由于气泡对声波具有
噪声来标定空化的强烈程度简单易行，已经得到比 散射作用和吸收作用，声空化产生的气泡群会剧烈
较多的应用。 地加剧声波的衰减，从而会出现所谓的反常衰减。
但是，由于空化噪声与很多因素有关，因此，对 即超声波通过由它自己所产生的声空化气泡群后，
空化噪声和空化噪声谱的测量，只是测量了空化产 超声波的声强出现异常，当超声波的声强超过某个
生噪声的能力。它也只是测量了空化状态的一个方 数值时，较强的超声声强所透过的超声波的声强反
面，代表不了对空化状态的强烈程度的测量。 而低于较低的超声声强所透过的超声波的声强。
例如，在声空化产生的气泡中，有瞬态空化气 空化屏蔽的复杂的非线性特征进一步加剧了
泡和稳态空化气泡之分。瞬态空化气泡在超声场的 声空化的剧烈程度的测量难度。
作用下，瞬间急剧地长大和坍陷，经过一个或几个周 此外，气泡群的形状和空间分布对于判断声空
期反复溃灭；稳态空化气泡在超声场的作用下，可以 化的剧烈程度影响很大，进一步加剧了测量声空化
维持很多周期的复杂形式的振动。瞬态空化气泡和 的剧烈程度的难度。
稳态空化气泡所产生的空化噪声谱是有很大差别
的。而声空化产生的气泡中，瞬态空化气泡和稳态 3 分析和讨论
空化气泡的分布是未知的，难以测量和估计的，有时
对于上面的关于如何表征声空化的剧烈程度
甚至是时变的。
的讨论，有两个会影响表征手段的重要的事实需要
因此，对空化噪声的测量，也只能在绝大多数
补充说明。其一是气泡在运动过程中，往往存在着
实验条件固定的情况下，比较某一两个因素对空化
气泡内外的物质交换，而且这些物质交换是未知的，
的影响。在不同的实验室之间测量所得到的结果缺
难以预测的。其二是气泡的变化速度是非常快的，
乏可比性。
而现有测量手段的响应速度大多远低于气泡的变
2.3 金属箔膜腐蚀和其他 化速度。
超声空化使超声场中的金属箔膜产生腐蚀。观 对声空化场的测量，对于声空化的剧烈程度的
测金属箔膜在超声场中产生腐蚀的情况是测量超 表征，无论从理论研究角度还是从实际应用角度，都
声空化时，估计空化的强烈程度和分布的传统方法。 具有重要的意义。人们已经做了大量的有成就的工
金属箔膜腐蚀情况直接反映了超声空化的清 作。然而，人们经常使用的名词“空化强度”，其确切
洗能力，它在超声清洗中有着重要的地位。但是，与 的定义是什么？没有得到确切的回答。
上面的两种方法一样，它只是测量了空化状态的空 声空化具有许多效应。在不同的应用对象和不
化腐蚀效应，并且只是测量了空化状态的一个方面， 同的应用场合，所利用的声空化效应是不同的。而
代表不了对空化状态的强烈程度的测量。因此，也 针对所使用的效应设计相应的测试方法和判断准
只能在绝大多数实验条件固定的情况下，比较某一 则，具有很好的适用性。但这样做，各自得到的只是
两个因素对空化的影响。在不同的实验室之间测量 一个片面的结果，缺乏通用性。
所得到的结果缺乏可比性。 为此，本文提出以下两点建议供大家商榷：
测量空化状态的强烈程度的方法有很多，例如， (1) 能否组织专项研究，以形成一个表征声空
染色法、碘释放法、荧光法等。他们依据空化所导 化的剧烈程度的术语。该术语的定义是能使大家认
致的不同效应和特性来实施测量，但有一个共同点， 可的而且符合声空化的物理内涵的定义。在这个前
就是他们都只是测量了超声空化的某一个特定效 提下，该术语当然也不排斥使用现成的名词 “空化
应或某一个特定性质。因此，在不同的实验室之间 强度”。组织专项研究如何得到经费支持？希望有关
测量所得到的结果缺乏可比性。这里不一一讨论分 部门支持这个有较大影响的、无论在理论研究和实
析了。 际应用方面都有重要意义的基础性研究。
(2) 建议 慎 用或避 免 使 用 “空化强 度” 这个
2.4 空化屏蔽
名词。
在一定的超声声强范围内，声空化的剧烈程度
随着超声声强的增强而增强。但是，已经产生的空 参 考 文 献
化气泡群将影响声波的传播过程，并抑制其他气泡
的产生，从而抑制声空化的进一步拓展。当超声波 [1] GB/T 3947-1996, 声学名词术语 [S].
[2] 应崇福. 超声学 [M]. 北京: 科学出版社, 1993: 507–511.
强度足够大时, 声空化的剧烈程度不再简单地随着