Study in a UHF electromagnetic resonant cavity of a bubble field induced by ultrasonic cavitation

Institut d'Électronique et de Microélectronique du Nord, Département OAE (UMR CNRS 9929), ENSIMEV, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, BP 311, 59304 Valenciennes Cedex, France

Corresponding authors: labouret@univ-valenciennes.fr frohly@univ-valenciennes.fr

Received: 1 July 1999
Revised: 23 March 2000
Accepted: 30 March 2000
Published online: 15 June 2000

Abstract

A method founded on the follow-up of an electromagnetic cavity resonant frequency working round 390 MHz has been carried out in order to measure the void rates of bubble field induced by a 308 kHz ultrasonic cavitation in liquids. This method can detect void rates as low as 2 × 10⁻⁵. The experimental set up permits to study the influence of some experimental parameters on the void rate, such as the acoustic power, the acoustic irradiation duration, and the dissolved gas concentration in the liquid. Moreover, an estimation of the bubble size distribution is obtained. The extension of the method to open resonators and the possibility to observe the fast evolutions of the void rate are considered.

Résumé

Une méthode basée sur le suivi de la fréquence de résonance d'une cavité électromagnétique fonctionnant autour de 390 MHz a été mise au point et appliquée à la mesure du taux de vide créé dans un liquide par cavitation ultrasonore à 308 kHz. Cette méthode permet de détecter des taux de vide de l'ordre de 2 × 10⁻⁵. Le dispositif expérimental construit permet d'étudier l'influence de plusieurs paramètres : pression acoustique, durée d'irradiation acoustique, concentration en gaz dans le liquide. De plus, une estimation de la distribution en tailles des bulles est obtenue lorsque le liquide est saturé en gaz. L'adaptation de cette méthode à des résonateurs ouverts est abordée, et les possibilités d'observer des variations très rapides du taux de vide avec une résolution temporelle bien inférieure à la microseconde sont envisagées.