本申请是2013年9月13日提交的序号为14/026,413的美国专利申请的部分继续再申请，其为2013年3月15日提交的序号为13/844,754的美国专利申请的部分继续再申请，该申请要求享受下述申请的权利：2012年3月15日提交的美国临时专利申请序号61/611,159，同样在2012年3月15日提交的美国临时专利申请序号61/611,240，以及2013年1月21日提交的美国临时专利申请序号61/754,792。在此，这些申请的内容以全文引用的方式并入本文。在许多应用中，都需要将颗粒/流体混合物分离为其各个组成部分的能力。声泳是利用高强度声波，而不用膜或物理尺寸排除过滤物的一种颗粒分离。已经知道，当流体中存在密度和/或可压缩性的差别时，高强度的声音驻波能对流体中的颗粒施加作用力，该密度和/或可压缩性的差别也被称为对比系数。驻波的压力分布包括在波节处的局部压力振幅最小区和在波腹处的局部压力振幅最大区。根据颗粒的密度和可压缩性，这些颗粒会被捕获在驻波的波节或波腹处。驻波的频率越高，可以通过驻波的压力捕获颗粒尺寸越小。对于多组分的液流来说，需要有效的分离技术，其能消除浪费并且降低所需的能量，从而促进可持续发展的环境。技术实现要素：本披露涉及优选地用于大规模声泳的系统和装置。该装置使用如本文所述的一个或多个独特的超声换能器。换能器包括由多个压电元件组成的矩形阵列。在产生多维驻波的频率下驱动换能器。在本文的多个实施方式中所披露的装置，用于从基底流体中分离第二流体的或者颗粒，其包括：具有至少一个入口和至少一个出口的流室；至少一个位于流室壁上的超声换能器，超声换能器包括由多个压电元件形成的压电阵列，其可以在电压信号的驱动下，在流室中形成多维声驻波；以及至少一个反射器，其位于至少一个超声换能器的对面的流室壁上。轴向声力和侧向声力幅度的数量级相同。第二流体或颗粒团聚于多维声驻波的压力波节处(声辐射势能最小值点)，并由于重力分离，持续地从多维声驻波中落出，或由于浮力，持续地从多维声驻波中浮出。在一些实施方式中，压电阵列(piezoelectricarray)存在于单晶硅上，通过一条或多条沟道使各个压电元件相互分开。在一条或多条沟道中可以存在有与压电材料不同的灌封材料(pottingmaterial)。灌封材料可以为聚合物，例如环氧树脂(epoxy)。在其他的实施方式中，通过灌封材料将各个压电元件与周围的压电元件物理分离。灌封材料可以为聚合物，例如环氧树脂。压电阵列可以是矩形阵列。各个压电元件可以具有相同的尺寸。各个压电元件可以独立地与各自的电极对相连接。在特定的实施方式中，异型管嘴壁(contourednozzlewall)位于流室至少一个入口的上游。还披露了从基底流体中分离第二流体的或者颗粒的方法，其包括：使基底流体和第二流体的或者颗粒的混合物流过装置，该装置包括：具有至少一个入口和至少一个出口的流室；至少一个位于流室壁上的超声换能器，超声换能器包括由多个压电元件形成的压电阵列，其可以在电压信号的驱动下，在流室中形成多维声驻波；以及至少一个反射器，其位于至少一个超声换能器的对面的流室壁上；并向压电阵列发送电压信号以形成多维声驻波，其抵抗液流而捕获第二液体或颗粒并允许团聚，从而第二流体或颗粒的尺寸增大，并通过重力分离持续地从多维声驻波中落出。可以通过液流将经过分离的材料从室中扫除、收集到容器中或通过压缩使其体积更小。颗粒可以为中国仓鼠卵巢(CHO)细胞、NS0杂交瘤细胞、幼仓鼠肾(BHK)细胞或人体细胞。有时，压电元件相互异相运行。其他时候压电元件相互同相运行。基底流体通过流室的流速可以至少为25mL/min。压电元件可以在100kHz至20MHz范围中的某频率下运行，或者，在特定的实施方式中可在大约2MHz至2.5MHz范围中的某频率下运行。在大多数实施方式中，产生的多维驻波导致具有轴向力和侧向力分量的声辐射力，并且轴向力分量和侧向力分量幅度的数量级相同。压电阵列存在于单晶硅上，通过一条或多条沟道使各个压电元件相互分开。在一条或多条沟道中可以存在有与压电材料不同的灌封材料。在其他的实施方式中，通过灌封材料将各个压电元件与周围的压电元件物理分离。各个压电元件可以独立地与各自的电极对相连接。下文将更加详细地描述这些以及其他非限定性特征。附图说明下面是附图的简要说明，这些附图被示出以用于说明本文所披露的示例性实施例，而并非用于限制本发明。图1A为示意图，示出第二流体或颗粒密度小于基底流体密度时，声泳分离器的功能。图1B为示意图，示出第二流体或颗粒密度大于基底流体密度时，声泳分离器的功能。图2为常规超声换能器的横截面图。图3A是可以在本披露中使用的超声换能器结构的截面图。在换能器内有气隙，且没有背衬层或耐磨板。图3B是可以在本披露中使用的超声换能器结构的截面图。在换能器内有气隙，且有背衬层和耐磨板。图4为在超声换能器中使用的常规单片整体压电晶体。图5为示例性的具有16个压电元件的矩形压电阵列，其用于本披露的换能器。图6为另一示例性的具有25个压电元件的矩形压电阵列，其用于本披露的换能器。图7为图表，示出声辐射力、重力/浮力以及斯托克斯(Stokes’)阻力与颗粒尺寸之间的关系。横轴的单位为微米(μm)，纵轴的单位为牛顿(N)。图8为对于在不同频率下受到驱动的正方形换能器，其电阻抗的幅度与频率的图像。图9A示出了自正交于流体流动方向的在图8的七个最小幅值点的捕获线配置。图9B为示出分离器的透视图。还示出了流体流动方向以及捕获线。图9C为从流体入口，沿流体流动方向(箭头114)图9B的视图，示出了驻波的捕获波节，在这些波节处可以捕获粒子。图9D为沿图9B中所示的箭头116，面向捕获线配置，穿过换能器观察的视图。图10A示出用于分离浮力材料的声泳分离器。图10B是异型管嘴壁129和收集管137的交接处附近流体流动的放大视图。图11A示出了在生物制药应用中使用的声泳分离器的分解视图。图11B示出了具有两个声室的叠置式声泳分离器的分解视图。图12A为示出关于一个实验使用贝克曼库尔特细胞活力分析仪(BeckmanCoulterCellViabilityAnalyzer)从介质中去除细胞的效率图像。图12B为示出关于另一个实验使用贝克曼库尔特细胞活力分析仪(BeckmanCoulterCellViabilityAnalyzer)从介质中去除细胞的效率图像。图13示出了为超声换能器和换能器阵列仿真开发的二维数值模型的原理图。图14A至图14D为图13数值模型结果(底部)与公开数据(上部)的比较图，表现数值模型的精确度。图14A比较声势能U。图14B比较声辐射力(ARF)的x分量。图14C比较ARF的y分量。图14D比较ARF的绝对值。图15是示出在图13的模型中由整体压电晶体产生的声驻波幅度的图像。频率为2.245MHz。横轴为沿X轴的位置，纵轴为沿Y轴在换能器和反射器之间的位置。图16是示出在图13的模型中由4元件压电阵列产生的声驻波幅度的图像。频率为2.245MHz，并且各元件之间的相位差在变化。图17是示出在图13的模型中由4元件压电阵列产生的声驻波幅度的图像。频率为2.245MHz，并且各元件之间的相位差在变化。图18是具有4x4压电阵列的声泳配置图，该4x4压电阵列由2MHzPZT-8晶体制成，晶体中制有切口，如图5所示。图19是异相压电阵列仿真与使用异相阵列的实际压电实验的比较。对于此仿真，异相是指所输送的电压相角。对于异相测试，数值模型的相位从0°–180°–0°–180°变化。对于实验测试，元件在棋盘模式(checkerboardpattern)下变化。图20是同相压电阵列仿真与使用同相阵列的实际压电实验的比较。对于此仿真，同相是指所输送的电压相角。对于同相测试，所有元件之间的相位保持不变。图21是示出切口晶体(kerfedcrystal)(上部)与具有通过灌封材料连接到一起的压电元件的换能器阵列(下部)的对比图。图22是示出对于4元件阵列的异相模式测试的图像。图23是示出对于5元件阵列的异相模式测试的图像。图24是整体压电晶体仿真中的归一化声辐射力(ARF)的图像。图25是整体压电晶体仿真中ARF分量(侧向与轴向)比例的图像。图26是具有变化相位的5元件仿真中的归一化声辐射力(ARF)的图像。图27是5元件仿真中ARF分量(侧向与轴向)比例的图像。图28是示出在异相测试中，阵列相位的图像。在测试中，深色的元件具有0°相角，浅色的元件具有180°相角。具体实施方式通过参照下文期望实施方式以及其中所包括实施例的具体描述，可以更容易地理解本披露。在下文说明以及所附权利要求中，引用了许多用语，这些用语应当定义为具有下列意义。单数形式的“一”、“一种”和“该”包括复数个所指对象，除非上下文另有指明。用语“包含”在此处用作需要某种指明的部分/步骤的存在并且允许其他部分/步骤的存在。用语“包含”应解释为包括了用语“由……组成”的含义，以及来源于指明的部分/步骤的生产过程中的杂质，用语“由……组成”只允许指明的部分/步骤的存在。数值应当理解为包括：减少到相同数量的有效位时是相同的数值，以及，按照比本申请中所述类型的常规测量技术的实验误差小的方式偏离所提到的值以确定该值的数值。本文所披露的所有范围都包括所列举的端点，并且可以独立组合(例如，“从2克至10克”的范围包括端点2克和10克以及所有中间值)。用语“基本上”和“大约”可以用于包括在不改变数值的基本功能的前提下能够变动的数值。与范围连用时，“基本上”和“大约”同样披露了两个端点的绝对值，例如，“大约2至大约4”同样披露了范围“从2至4”。用语“基本上”和“大约”可以指加或减所指数字的10％。应当注意到，许多用语在本文中使用时是相对用语。例如，用语“上”和“下”在位置上是彼此相对的，也就是，在给定取向上，上组件位于比下组件更高的海拔高度，但如果使装置倒转，则这些用语可能变化。用语“入口”和“出口”是对于给定结构而言相对于通过它们流动的流体来说的，例如，流体通过入口流进该结构，并且通过出口流出该结构。用语“上游”和“下游”是相对于流体流过不同组件所在的方向而言的，也就是，流体在流过下游组件之前流过上游组件。应当注意到，在环路中，第一组件既可以描述为第二组件的上游，也可以描述为第二组件的下游。用语“横”和“纵”用来指明相对于绝对基准的方向，即地平面。用语“之上”和“之下”或“向上”和“向下”也是相对于绝对基准而言；向上流动总是逆着(抵抗)地球的引力。本申请涉及“同等量级”。如果较大数除以较小数的商是小于10的值，则两个数是同等量级。本披露的声泳分离技术采用超声驻波对基底流体中的颗粒或第二流体进行捕获(即保持静止)。根据颗粒或第二流体相对于基底流体的声对比因子，颗粒或第二流体在多维声驻波的波节或波腹处集中，形成簇，当这些簇增长到足够大的尺寸(例如通过聚结或聚集)以克服多维声驻波的保持力时，这些簇最终会落出多维声驻波。这是与以往的方法重要的区别，在以往的方法中，颗粒的轨迹仅由声辐射力的效果改变。声场偏离颗粒的散射形成三维声辐射力作为三维捕获场。当颗粒相对波长来说较小时，声辐射力与颗粒体积成正比(例如，与半径的立方成正比)。声辐射力与频率和声对比因子成正比。声辐射力同样与声能(例如声压幅值的平方)成比例。对于谐波激励，力的正弦空间变化驱动颗粒到达驻波内的稳定位置。当施加于颗粒的声辐射力强于流体拖曳力和浮力/重力的共同作用时，在声驻波场内捕获颗粒。这导致了受到捕获的例子集中、聚集和/或聚结，然后通过重力分离，将持续地从多维声驻波中落出。大的侧向力使得颗粒快速成簇。因此，通过增强的重力分离，一种材料的相对较大的固体可以从不同材料的相对小的颗粒、相同的材料和/或基底流体中分离出来。在这方面，对比因子是粒子和流体本身的可压缩度和密度之差。这些特性是粒子和流体自身的特征。与细胞悬置在其中的介质相比，多数细胞的种类表现出更高的密度和更低的可压缩度，从而细胞与媒介之间的声对比因子具有正值。其结果是，轴向声辐射力(ARF)驱动带有正对比因子的细胞前往压力波节平面，而驱动带有负对比因子的细胞或其他颗粒前往压力波腹平面。声辐射力的径向或侧向分量捕获细胞。ARF的径向或侧向分量大于流体拖曳力和重力的共同作用。径向或侧向分量驱动细胞/颗粒去往它们可以聚集为更大的团的平面，然后将从流体中重力分离。当细胞在驻波的波节处聚集时，同样会出现细胞培养基的物理荡涤(scrubbing)，该现象通过更多被捕获的细胞与已经保持在驻波内细胞的接触发生。这种现象基本将细胞从细胞培养基中分离。表达的(expressed)生物分子保留在营养液流(即细胞培养基)中。对于三维声场，Gor’kov公式可以用于计算适用于任意声场的声辐射力Fac。基本的声辐射力定义为场势U的函数，其中场势U定义为且f1和f2为单极和偶极分布，定义为其中p是声压，u是流体颗粒速度，Λ是细胞密度ρp与流体密度ρf的比值，σ是细胞中声速cp与流体中声速cf的比值，Vo是细胞的体积，并且<>表示在波周期内的时间平均。Gor’kov公式适用于比波长小的颗粒。对于更大的颗粒尺寸，Ilinskii提供了对于任意颗粒尺寸计算3D声辐射力的方程。见Ilinskii，组织中球面上的声辐射力(AcousticRadiationForceonaSphereinTissue)，美国声学学会杂志,132,3,1954(2012)(TheJournaloftheAcousticalSocietyofAmerica,132,3,1954(2012))，该部分以引用的方式并入本文。在多模式方法(multimodefashion)中，超声换能器中压电晶体的扰动允许产生多维声驻波。压电晶体可以具体设计为在设定的频率下，在多模式方法中变形，这允许了多维声驻波的产生。多维声驻波可以由压电晶体的不同模式产生，例如3x3模式可产生多维声驻波。同样可以通过允许压电晶体经过许多不同的模式形状而振动，产生多数多维声驻波。因此，晶体可以激励多个模式，例如0x0模式(即活塞振动模式)至1x1、2x2、1x3、3x1、3x3以及其他更高阶的模式，然后循环回到晶体的低模式(lowermodes)(不一定按直接顺序)。晶体的这种在模式之间的转换或抖动允许了在设定时间内，连通单活塞波形在内的多种多维波形的产生。在本披露中，单个超声换能器包括压电元件的矩形阵列，该阵列可以运行为使得阵列中的一些部分与阵列中的其他部分异相。这同样可以在流体流中分离材料。声泳设备的一个具体应用是在生物反应器材料的处理中。在分批补料生物反应器(fedbatchbioreactor)中，重要的是在生产周期结束时从液流中的表达材料(expressedmaterials)中过滤所有细胞和细胞碎片。表达材料由生物分子组成，例如重组蛋白或单克隆抗体，并且是要保留的期望产物。通过声泳的使用，非常有效地分离了细胞和细胞碎片，并使得表达材料的损耗非常低。这是对现有过滤处理(深度过滤、切向流过滤、离心)的改进，现有过滤处理在细胞密度较高时表现出有限的效率，因而，滤床自身中表达材料的损失可能高达由生物反应器所产生材料的5％。包括中国仓鼠卵巢(CHO)、NS0杂交瘤细胞、幼仓鼠肾(BHK)细胞及人体细胞在内的哺乳动物细胞培养的使用，已经证明是生产/表达(expressing)当今制药所需的重组蛋白和单克隆抗体的非常有效的方法。哺乳动物细胞和哺乳动物细胞碎片通过声泳的过滤，有助于大大提高补料分批生物反应器的产量。通过多维声驻波的使用，声泳过程同样可以在标准过滤过程的上游或下游与之相连，例如与利用硅藻土的深度过滤，切向流过滤(TFF)或其他物理过滤过程相连。另一类型的生物反应器，灌注反应器，使用了来自CHO细胞的靶蛋白或单克隆抗体的连续表达。这使得在更快的生产周期中的占地面积更小。在生产/表达蛋白质时使用声泳以在流体流中保持CHO细胞是非常有效的，并且是封闭回路方式的生产。它还允许了蛋白质和单克隆抗体的最大生产效率，这是因为没有滤床中的材料损失。在补料分批生物反应器工艺中，声泳装置使用单个或多个驻波来捕获细胞和细胞碎片。具有正对比因子的细胞和细胞碎片(相对于波腹)移动至驻波的波节。随着细胞和细胞碎片在驻波的波节处聚集，同样会出现细胞培养基的物理荡涤(scrubbing)，该现象通过更多被捕获的细胞与已经保持在驻波内细胞的接触发生。当在多维声驻波中的细胞聚集到声波不再能保持住细胞聚集块的程度时，聚集的被捕获的细胞和细胞碎片由于重力落出流体流，并且可以分开收纳。这是重力分离的持续过程。已经组合先进的多物理模型和多尺度的计算机型号以及高频率、高功率和高效率的，带有嵌入式控制的超声驱动器，以实现由压电换能器阵列驱动的声谐振器的新设计，产生了能力远远超过目前水平的声泳分离装置。理想的是，这样的换能器在流体中产生三维驻波，该三维驻波伴随轴向力对悬浮颗粒/第二流体施加侧向力，以便增加声泳系统的颗粒捕获能力。文献中公布的通常结果陈述了侧向力的幅值比轴向力的幅值小两个数量级。与之相反，本申请中所披露的技术提供的侧向力与轴向力是同等量级。系统由控制信号和放大器(没有示出)驱动。系统表现由计算机监视和控制。有时，由于声流(acousticstreaming)，可能需要调制驻波的频率和电压幅度。这可以通过幅度调制和频率调制完成。驻波传播的占空比(dutycycle)也可以用于实现材料捕获的特定结果。换言之，可以以不同频率打开和关闭声束以实现预期的结果。由本披露的超声换能器生成的总声辐射力(ARF)的侧向力对于克服在达到2cm/s的高线性速度以及该速度之上时的流体拖曳力是必要且充分的。例如，通过本披露装置的线性速度可以最小为4cm/min，用于细胞/颗粒的分离，并且可以高达2cm/sec，用于油脂/水的分离阶段。流速可以最小为25mL/min，并可以高达40mL/min至1000mL/min，或甚至更高。对于分批生物反应器，补料分批生物反应器和灌注生物反应器来说是准确的。图1A中示出了用于去除油或其它轻于水的材料的实施例的图示。由换能器10施加通常在从数百千赫兹至数十兆赫兹范围内的激励频率。在换能器10与反射器11之间形成一个或多个驻波。在压力波腹14处，在驻波中捕获微滴12，微滴12在压力波腹14处附聚、聚集、结块或聚结，以及，在浮动材料的情况下，上浮至表面，并且经由位于流动路径上方的流出物出口16排出。净化水在出口18处排出。声泳分离技术能以明显降低的成本完成多组分颗粒分离，而没有积垢。图1B中示出了用于去除污染物或其它重于水的材料的实施例的图示。由换能器10施加通常在从数百千赫兹至数十兆赫兹范围内的激励频率。在压力波节15处，在驻波中捕获流入水13中的污染物，这些污染物在压力波节15处附聚、聚集、结块或聚结，以及，在较重材料的情况下，下沉至底部收集器，并且经由位于流动路径下方的流出物出口17排出。净化水在出口18处排出。一般地，换能器布置为覆盖流动路径的整个截面。在特定的实施方式中，图1A或图1B的声泳系统具有6.375英寸x6.375英寸的正方形截面，其可以在流速高达5加仑每分钟(GPM)，或是线性速度高达12.5mm/sec的情况下运行。换能器10是PZT-8(锆钛酸铅)换能器，具有1英寸x1英寸的正方形截面和标称2MHz或3MHz的谐振频率。各换能器消耗约60W的功率，以在流速为5GPM的流速下捕捉液滴。这转换为0.500kWhr/m3的能量消耗。这表明了本技术相当低的能耗。理想的是，各换能器由其各自的放大器供电并控制。本实施方式的一个应用是通过微米级尺寸油滴附聚、聚集、结块或聚结成为明显更大的油滴，而改变颗粒尺寸分布。图2是常规超声换能器的截面图。该换能器在底端具有耐磨板50，环氧树脂层52、陶瓷晶体54(例如由PZT制成)、环氧树脂层56和背衬层58。在陶瓷晶体两面各有一个电极：正电极61和负电极63。环氧树脂层56将背衬层58附着于晶体54。整个组件容纳于壳体60中，壳体60可以由例如铝制成。电转接器62提供导线的连接，以穿过壳体并与附着于晶体54的引线(未示出)连接。通常，背衬层设计为增加阻尼，并形成在较宽频率范围内具有均匀位移的宽带换能器，而且，设计成以特定振动固有模式抑制激励。耐磨板通常设计作为阻抗变换器，以更好地匹配换能器所辐射的介质的特征阻抗。图3A是本披露的超声换能器81的截面图，超声换能器81可以用在声泳分离器中。换能器81的形状为圆盘或板，并且具有铝壳体82。压电晶体是团块状的钙钛矿陶瓷晶体，每个晶体包括小的，通常为钛或锆的四价金属离子在大的二价金属离子的晶格中，二价金属离子通常为铅或钡，以及O2-离子。例如，PZT(锆钛酸铅)晶体86限定换能器的底端，并且暴露于壳体的外部。晶体在其周边受到小弹性层98的支撑，小弹性层98可以为硅树脂或其他类似的材料，位于晶体和壳体之间。换言之，没有耐磨层。经由螺纹，螺钉88将壳体的铝制顶板82a附着于壳体的本体82b。顶板包括用于给换能器供电的连接器84。PZT晶体86的顶面连接到正电极90和负电极92，正负电极通过绝缘材料94分开。电极可以由任意的导电材料制成，例如银或镍。通过晶体上的电极向PZT晶体86提供电功率。注意到晶体86不具有如图2所示的背衬层或环氧树脂层。换言之，在换能器中，铝制顶板82a和晶体86之间有气隙87(意即，该气隙完全为空)。在一些实施方式中，可以设置最小限度的背衬58和/或耐磨板50，如图3B所示。换能器设计会影响系统的性能。典型换能器是层状结构，带有结合至背衬层和耐磨板的陶瓷晶体。因为由流体呈现的高机械阻抗加载于换能器，关于耐磨板的传统设计准则，例如对于驻波应用的半波长厚度、或对于辐射应用的四分之一波长厚度，以及制造方法，可能并不合适。与之相比，在本披露的一种实施方式中，换能器没有耐磨板或背衬，允许晶体按其固有模式中具有高Q因子的模式之一振动。振动的陶瓷晶体/盘片直接暴露于流过流室的流体。去除背衬(例如，使晶体背衬空气)也允许陶瓷晶体以较小阻尼以更高阶振动模式振动(例如，更高阶模态位移)。在具有带背衬晶体的换能器中，晶体以更均匀的位移振动，像活塞一样。除去背衬允许了晶体以不均匀位移模式振动。晶体的模态越高阶，晶体具有越多的波节线。虽然捕获线与波节的相关性不必一一对应，而且，以更高频率驱动晶体不一定产生更多捕获线，但是，晶体的更高阶模态位移产生更多的捕获线。参见下文关于图8至图9D的讨论。在一些实施方式中，晶体可以具有最低限度影响晶体Q因子(例如，少于5％)的背衬。背衬可以由充分(substantially)透声的材料制成，例如轻木、泡沫或软木，其允许晶体以更高阶模态振动，并维持高Q因子，同时仍为晶体提供一些机械支撑。背衬层可以是实心的，或者，可以是具有穿过该层的孔的栅格，使得栅格遵循处于特定更高阶振动模式的振动晶体的波节，在波节位置处提供支撑的同时，允许晶体的其余部分自由振动。栅格工件或透声材料的目的是提供支撑，而不降低晶体的Q因子，或者不妨碍特定模态的激励。将晶体放置为与流体直接接触，通过避免环氧树脂层和耐磨板的阻尼和能量吸收效应，同样可以获得高的Q因子。其他的实施方式可能具有耐磨板或耐磨表面以防止含有铅的PZT接触基底流体。例如在诸如分离血液的生物应用中，这可能是合意的。这样的应用可以使用诸如铬、电解镍或非电解镍的耐磨层。同样可以利用化学气相沉积以涂敷一层聚(对-亚二甲苯)(poly(p-xylxyene))(例如聚对二甲苯)或其它聚合物。有机和生物相容涂层例如硅树脂或聚氨酯也可用作耐磨表面。同样也可以使用玻璃碳(glassycarbon)耐磨层。玻璃碳，也称玻璃态石墨，是一种非石墨化碳，其将玻璃和陶瓷的性能与石墨的性能结合了起来。最重要的性能是耐高温、硬度高(7莫氏)、密度低、电阻低、阻力低以及热阻低。玻璃碳也具有对化学侵蚀极强的抵抗力以及对气体和液体的不渗透性。在本披露中，将各超声换能器中使用的压电晶体的形式调整为压电元件的分段阵列的形式。该阵列用于形成单个或多个可以用于声泳的多维声驻波。图4示出在超声换能器中使用的整体的、单片的单电极的压电晶体200。压电晶体具有基本为正方形的形状，具有的长203和宽205，长和宽基本相同(例如大约为1英寸)。晶体200具有内表面202，且晶体在晶体的反面还具有外表面204，该外表面204通常暴露于流体通过声泳装置的流动。外表面和内表面的面积相对较大，晶体相对较薄(例如对于2MHz晶体，大约为0.040英寸厚)。图5示出了本披露的压电晶体200’。压电晶体200’的内表面202被切分成带有多个(即至少两个)压电元件208的压电阵列206。然而，阵列仍然是一个单晶体。压电元件208通过一个或多个沟道或在内表面202中的切口210相互分离。沟道(即，在压电元件之间)的宽度可以为约0.0001英寸至约0.02英寸的量级。沟道的深度可以为约0.001英寸至约0.02英寸。在一些实施例中，可以在压电元件之间的沟道210中插入灌封材料212(即环氧树脂、硅胶(Sil-Gel)及类似的材料)。灌封材料212不导电，作为在相邻压电元件208之间的绝缘体，也有将分离的压电元件208保持在一起的功能。在此，阵列206包括十六个压电元件208(虽然任何数量的压电元件都是可能的)，这些压电元件208布置为矩形4x4配置(正方形时矩形的子集)。各压电元件208具有与各自大致相同的尺寸。整个阵列200’具有与图4中所示的单晶体相同的长203和宽205。图6示出了换能器200”的另外一种实施方式。换能器200”与图5的换能器200’基本相似，只是阵列206由二十五个压电元件208以5x5的配置形成。同样，整个阵列200”具有与图4中所示的单晶体相同的长203和宽205。在本披露的压电阵列中的各压电元件可以具有独立的点连接(即电极)，从而可以独立地控制各个压电元件的频率和功率。这些元件可以共用公用的接地电极。这样的配置不仅允许了多维声驻波的形成，还允许了改进的声驻波控制。通过横越一个表面进行切割，使得压电晶体的表面分为分离的元件，压电阵列可以由整体压电晶体形成。表面的切割可以通过使用锯、立铣刀或其他工具，以去除表面的材料并保留由此形成的沟道/槽之间的压电晶体离散的元件。如上文所解释的，可以将灌封材料嵌入元件之间的沟道/槽内而形成复合材料。例如，例如，灌封材料可以为聚合物，例如环氧树脂。在特定的实施方式中，各压电元件208之间有相互独立的物理隔离。这种结构可以通过如下方法得到：在沟道210中填入灌封材料，然后进行切割、砂磨和研磨外表面204，下至沟道。结果是，压电元件通过灌封材料彼此相连，并且各元件都是阵列的独立部分。换言之，通过灌封材料，各压电元件与其周围的压电元件物理分离。图21是比较这两种实施方式的截面图。在上部，示出了图5所示的晶体。在内表面202上，晶体被切为四个分离的压电元件208，但是四个压电元件共用同一个外表面204。在下部，四个压电元件208通过灌封材料212相互物理隔离。四个元件之间没有共同的表面。在本系统中，系统在一定电压下运行，这样的电压使得颗粒在超声驻波中受到捕获，即保持在静止位置。将颗粒沿限定好的捕获线收集到其中，按照半波长分开。在各波节面内，颗粒被捕获在声辐射势能的最小值点处。声辐射力的轴向分量驱动带有正对比因子的颗粒到达压力波节面，而带有负对比因子的颗粒则被驱动到达压力波腹面。声辐射力的径向或侧向分量是捕获颗粒的力。在使用典型换能器的系统中，声辐射力的径向或侧向分量通常比声辐射力的轴向分量小若干个数量级。然而，本披露的分离器中的横向力会比较明显，与轴向力分量处于同等量级，并且足以克服线速度高达1cm/s时的流体的拖曳力。如上文所讨论的，与晶体如具有均匀位移的活塞那样有效运动的振动形式相反，通过以更高阶模态驱动换能器，可以增大横向力。声压与换能器的驱动电压成正比。电功率与电压的平方成正比。在运行过程中，可以驱动本披露的压电阵列，使得压电元件相互同相。换言之，各压电元件产生具有相同频率且无时移的多维声驻波。在其他实施方式中，压电元件可以相互异相，也就是它们具有不同频率或时移，或者具有不同的相角。如下文所继续描述的，在更加特殊的实施方式中，将阵列中的元件安排为异相的组或集合，相位差为90°的倍数(即90°和/或180°)。在一些实施例中，驱动换能器的脉冲电压信号可以具有正弦波、方波、锯齿波或三角波的波形，并且具有500千赫至10兆赫的频率。脉冲电压信号可以用脉冲宽度调制(PWM，脉宽调制)驱动，脉冲宽度调制可以产生任意期望的波形。脉冲电压信号也可以具有调幅或调频开始/停止能力，以消除声流。图7是对数-对数图像(y轴和x轴为对数轴)，示出了声辐射力、流体拖曳力和颗粒半径浮力的尺度。计算是针对实验中使用的典型的SAE-30油滴完成的。浮力是与颗粒体积相关的力，所以对于微米量级的颗粒尺寸，浮力可以忽略，但是随着颗粒尺寸增长，对于数百微米量级的颗粒尺寸，浮力变得较为明显。流体拖曳力与流体速度成线性比例，所以对于微米量级尺寸的颗粒，流体拖曳力通常会超过浮力，但对于数百微米量级尺寸的较大颗粒，流体拖曳力可以忽略。声辐射力的尺度(缩放)不同。当颗粒尺寸较小时，Gor’kov公式是准确的，声捕获力与颗粒体积成比例。最终，当颗粒尺寸增长时，声辐射力不再随颗粒体积半径的立方增长，并将在特定的临界颗粒尺寸迅速消失。对于颗粒尺寸的继续增长，辐射力的幅值再次增长，但其相位相反(在图像中未示出)。这种模式重复出现，用以增长颗粒尺寸。最初，当分散体系(suspension)主要以微米尺寸的小颗粒流经系统时，为了在驻波中捕获颗粒，声辐射力需要平衡流体拖曳力和浮力的共同作用。在图7中，这种情况发生在颗粒尺寸约为3.5微米时，标记为Rc1。然后图像指出所有更大的颗粒也会被捕获。因此，当小颗粒被捕获在驻波中时，发生了颗粒的附聚、聚集、结块或聚结，造成颗粒有效尺寸的持续增长。当颗粒尺寸增长时，声辐射力从颗粒处反射，从而大颗粒会导致声辐射力的减少。颗粒尺寸继续增大，直到浮力开始起主导作用，该点由第二临界颗粒尺寸Rc2指出，在该临界颗粒尺寸时，颗粒上浮或下沉取决于它们关于基底流体的相对密度。当颗粒上浮或下沉时，它们不再反射声辐射力，从而声辐射力再度增大。并非所有颗粒都会落出，这些剩余颗粒的尺寸也将继续增大。这种现象解释了在图7中超过尺寸Rc2后声辐射力的快速下降和上升。因此，图7解释了在驻波中如何能够持续捕获小颗粒，小颗粒如何聚结为大颗粒或丛，然后由于重力分离持续从多维声驻波中落出。换能器的尺寸、形状和厚度决定了在不同频率的激励下换能器的位移，该位移又影响了油分离的效率。通常，换能器在厚度谐振频率(半波长)附近的频率下运行。换能器位移的梯度通常导致油被捕获于多个位置。高阶模态的位移产生声场中各个方向带有较强梯度的三维声驻波，从而在各个方向产生了同等强的声辐射力，这造成了多捕获线，捕获线的数量与换能器的具体模态相关。图8示出了在2.2MHz换能器谐振附近频率中测量的1平方英寸PZT-82-MHz的电阻抗幅值关于频率的函数。换能器电阻抗的最小值点对应水柱的声谐振，并代表了潜在的运行频率。数值模型指出，在这些谐振频率下，换能器位移的分布发生明显的变化，从而直接影响了声驻波和产生的捕获力。由于换能器运行在其厚度谐振频率的附近，电极表面的位移本质上是异相的。通常，换能器电极的位移不均匀，并且根据激励频率而变化。例如，在一个带有一条捕获油滴线的激励频率下，位移具有在电极中央的单个最大值点，并具有在换能器边缘附近的最小值点。在其他激励频率下，换能器截面具有多个最大值点，这造成了多个油滴捕获线。高阶换能器位移模式造成更高的捕获力和多个用于捕获油滴的稳定捕获线。为了研究换能器位移的分布(profile)对声捕获力和油滴分离效率的作用，将实验重复了十次，除了激励频率以外，每次实验的所有条件都相同。在图8中，十个相邻的谐振频率以带圈数字1至9以及字母A标明，将这十个谐振频率用作激励频率。阻抗的这些振荡对应于声泳系统的谐振。声泳系统的长度为2英寸时，振荡以间距约为15kHz分开。实验条件为30分钟的实验时长、约5微米SAE-30油滴的1000ppm的油浓度、500毫升/分钟的流速、以及在1英寸宽x2英寸长的截面处20W的施加功率。随着乳状液通过换能器，观察到油滴的捕获线并使其特征化。关于图8中所识别的十个谐振频率中的七个，特征化涉及越过流道的捕获线数量的观察以及其样式的特征，如图9A所示。图9B示出本系统的等轴侧视图，其中确定了捕获线位置。图9C是本系统沿箭头114俯视入口时本系统所呈现的图。图9D是沿箭头116直接观察换能器面时本系统所呈现的图。在图9B至9D中所示的捕获线是在图8和图9A中的频率4下所产生的。激励频率的影响清楚地确定了捕获线的数量，捕获线的数量从在声谐振激励频率5和9下的单条捕获线变化至在声谐振频率4下的9条捕获线。在其它激励频率下，观察到4条或5条捕获线。换能器的不同位移分布能在驻波中产生不同(更多)的捕获线，而位移分布中的更大梯度通常建立更高的捕获力和更多的捕获线。表1总结了得自使用类似于图10A的系统的油捕获实验的发现。一个重要结论是，声分离器的油分离效率与换能器的模态直接相关。越高阶的位移分布产生越大的声捕获力和更多的捕获线，导致越高的效率。对尺度(scaling)研究有用的第二个结论是，测试表明，以500毫升/分钟捕获5微米油滴，每1英寸声束跨度、每平方英寸换能器面积需要10瓦功率。主要耗损是声驻波的总体积中的热粘性吸收的耗损。在此流速下的能源成本是每立方米0.500千瓦时。表1：捕获模式俘获效率研究图10A中示出了一种4英寸×2.5英寸的流动横截面面积的中等规模装置124，用于分离基底流体与浮动流体或颗粒。声通道长度是4英寸。在此，本装置示出为处于流动方向向下的取向，这用来从基底流体中分离低密度颗粒。然而，实质上，本装置可以上下颠倒，以允许分离重于基底流体的颗粒。与方向向上的浮力不同，由于重力，附聚颗粒的重量拉动它们向下。应当注意到，将本实施方式描绘为具有流体以竖向方式流动的取向。然而，也可以考虑，流体以水平方向或者以一定角度流动。含有颗粒的流体通过入口126进入本装置，进入到环形压力室(annularplenum)131中。环形压力室具有环形内径和环形外径。注意，在此，用语“环形”用于指两个形状之间的区域，压力室不必为圆形。在此图示中可以看到两个入口，但也可以根据需要设置任意数量的入口。在特定实施例中，使用了四个入口。这些入口呈放射状对置和取向。异型管嘴壁129以这样的方式减小流路的外径，在靠近壁的区域产生更高的速度并减小湍流，随着流体速度分布发展而产生邻近活塞流，也就是，使流体沿中线方向向下加速，只带有很少甚至没有周向运动分量、以及较低的流动湍流。这产生了一种对于声分离以及颗粒收集最优的室流分布。流体通过连接管127，并进入流动/分离室128。在图10B异型管嘴129的放大图中可以看到，管嘴壁还向悬浮颗粒加入径向运动分量，使颗粒移动而更靠近于本装置的中线，并且与上升、上浮的附聚颗粒产生更多碰撞。在到达分离室之前，在连接管127中，这种径向运动允许颗粒与流体的最佳荡涤(scrubbing)。异型管嘴壁129以如下方式引导流体，在收集管133的入口处产生大规模涡流，从而也改善了颗粒的收集。通常，装置124的流动区设计成从环形压力室131至分离室128持续减小，以保证湍流和涡流的形成较少，以便于更好的颗粒分离、附聚、以及收集。管嘴壁具有宽端和窄端。术语荡涤用于描述颗粒/液滴附聚、聚集、结块或聚结的过程，该过程在较大颗粒/液滴沿与流体流动相反的方向上运动并与较小颗粒碰撞时发生，其效果是将较小颗粒荡涤出悬液。回到图10A，流动/分离室128包括位于该室的相对两侧的换能器阵列130和反射器132。使用中，多维驻波134在换能器阵列130与反射器132之间产生。这些驻波可以用来附聚颗粒，且这种取向用于附聚浮动的颗粒(例如，油)。然后，含有残留颗粒的流体通过流体出口135流出。随着浮动颗粒附聚，它们最终克服流体流动拖曳力和声辐射力的共同作用，并且它们的浮力足以促使浮动颗粒上升。在这一方面，收集管133由环形压力室131包围。较大的颗粒将通过此管并进入收集室140。此收集室也可以是出口管的一部分。收集管和流体出口位于装置的相对端。应当注意到，分离室128中所形成的浮动颗粒随后通过连接管127和管嘴壁129。由于管嘴壁所施加向内径向运动，这导致来自环形压力室的入流流过上升的附聚颗粒。本披露的换能器配置产生了三维压力场，该三维压力场包括垂直于流体流动的驻波。压力梯度足够大，足以产生正交于驻波方向的声泳力(即声泳力平行于流体流动方向)，其幅值与沿波向的声泳力的幅值是同等量级。这允许增强的在流室中和沿良好限定的捕获线的颗粒捕获和收集，与常规装置中那样只在收集面中捕获颗粒相反。颗粒具有足够的时间移向驻波的波节或波腹，产生了颗粒可集中、附聚和/或聚结，然后浮力/重力分离的区域。在一些实施方式中，流体流动具有高达1500的Reynolds数(雷诺数)，也就是，层流正在出现。对于工业上的实际应用，对于流过本系统的流动，Reynolds数常常是从10至1500。颗粒相对于流体运动的移动产生了远低于1.0的Reynolds数。Reynolds数表示给定流场中惯性流动效应与粘性效应之比。对于低于1.0的Reynolds数，粘性力在流场中占主导地位。这导致显著的阻尼，整个流动中剪切力占优势。粘性力占优势的这种流动称为Stokes流。糖蜜的流动是一种示例。在这种条件下，壁轮廓控制和流线型化只有很小的影响。这与非常粘的流体的流动或非常微小通道如MEMS装置中的流动是相关联的。入口轮廓的控制具有很小的影响。声泳颗粒分离器中颗粒相对于流体的流动将是Stokes流，这是因为颗粒直径以及颗粒与流体之间的相对速度都很小。另一方面，关于流过本系统的流动的Reynolds数将远大于1.0，这是因为流体速度和入口直径都相对大很多。对于远大于1.0的Reynolds数，只有在流与表面接触的地方粘性力才是占主导地位的。靠近表面的这种粘性区称为边界层，并且由LudwigPrandtl首先认识到(参考文献2)。在管道流中，对于管道中的已完全形成的流，如果Reynolds数明显高于1.0并且低于2300，则该流将是层流。壁处的壁剪切应力将随距离扩散进入流中。在管道的入口处，以均匀的流速开始。随着流动顺着管道向下移动，壁粘性力的作用将朝中线向内扩散，而产生抛物线速度分布。这种抛物线分布将具有峰值，该峰值是平均速度的两倍。抛物线分布的形成所需要的长度是Reynolds数的函数。对于20的Reynolds数(该Reynolds数对于CHO操作是典型的)，形成长度是1.2倍管道直径。因此，完全形成的流动非常快地发生。中心的这种峰值速度对声颗粒分离会是不利的。同样，在层流处，Reynolds数湍流可能出现，以及，流动表面轮廓控制在控制流动方面是非常重要的。基于这些原因，将所述分离器设计成带有环形入口压力室和收集管。大环形压力室后接有入口壁管嘴，其将流体加速并朝中线向内引导，如图10B所示。壁轮廓对分布具有较大影响。区域收敛增加了流的平均速度，但壁轮廓决定速度分布。管嘴壁轮廓将是流线型的，并且在分离器中设计有较小的曲率半径。换能器用来产生压力场，该压力场在驻波方向和正交于驻波方向的方向上都产生幅值量级相同的力。当这些力是大致同等量级时，尺寸为0.1微米至300微米的颗粒将更有效地朝附聚区(“捕获线”)运动。因为正交声泳力分量中同等幅值的梯度，有“热点”或颗粒收集区，其不在换能器130与反射器132之间驻波方向上的常规位置。热点位于声辐射势能的最小值点。这种热点表示颗粒收集位置。本声泳分离器的一种应用是从生产生物治疗蛋白的生物细胞中分离出生物治疗蛋白。在这方面，现有的分离方法要求过滤或离心，这两种中两者都会毁坏细胞，释放蛋白质碎片和酶进入纯化处理，并且增加对纯化系统下游部分的负担。理想的是，能处理具有更高细胞密度的体积，因为这允许更大量的治疗性蛋白质的收集和更高的成本效益。图11A和图11B是示出声泳分离器各部分的分解图。图11A只有一个分离室，而图11B具有两个分离室。参照图11A，流体通过四端口入口191进入分离器190。此处可见环形压力室。设置过渡件192以建立通过分离室193的活塞流。该过渡件包括如图10A及上文所描述的，具有弯曲形状的异型管嘴壁。换能器40和反射器194位于分离室的相对壁上。然后，流体通过出口195从分离室193和分离器排出。分离室具有矩形形状的流路几何构造。图11B具有两个分离室193。系统联结器196位于两个室193之间，以将两个室193结合起来。对于不同中国仓鼠卵巢(CHO)细胞系进行了声泳分离的测试。在一个实验中，使用如图11A中所描绘的系统，对具有8.09×106细胞/毫升的初始细胞密度、1,232NTU浑浊度、以及细胞活力约75％的溶液进行了分离。换能器是2MHz晶体，运行于约2.23MHz，消耗24～28瓦。使用了25毫升/分钟的流速。此实验的结果示于图12A中。在另一实验中，对具有8.09×106细胞/毫升的初始细胞密度、1,232NTU浑浊度、以及细胞活力约75％的溶液进行了分离。此CHO细胞系具有双峰颗粒尺寸分布(在尺寸12微米和20微米处)。结果示于图12B中。图12A和图12B是由贝克曼库尔特(BeckmanCoulter)细胞活力分析仪产生的。其它测试揭示：在将细胞从流体分离时，1MHz和3MHz的频率不如2MHz有效。在以10升/小时流速的其它测试中，捕获了99％的细胞，并且证实了细胞活力高于99％。在以50毫升/分钟(即：3升/小时)流速的其它测试中，得到了3×106细胞/毫升的最终细胞密度，并且具有接近100％的活力，而且几乎没有温度上升。在又一些测试中，在6升/小时流速下，得到了95％的浑浊度降低。使用酵母作为CHO的模拟物，对生物应用进行了图10A至10B中所示的关于标定单元的测试。为了这些测试，在15升/小时流速下，测试了不同频率以及不同功率水平。表2示出了测试的结果。表2：15升/小时流速下2.5英寸x4英寸的系统的结果频率(兆赫兹)30瓦37瓦45瓦2.221193.981.484.02.228385.578.785.42.235689.185.881.02.24386.7-79.6在生物应用中，许多部件，例如通向或来自壳体、入口、排出压力室、以及进入压力室等的连接管都可以是一次性的，只有换能器和反射器要进行清洁以便重新使用。避免了离心机和过滤器，允许CHO细胞更好的分离，而没有降低细胞的活力。声泳分离器的形状因子也小于过滤系统的形状因子，允许了CHO分离的小型化。换能器也可以被驱动以形成快速压力变化，以避免或清除由于CHO细胞附聚所致的阻塞。换能器的频率也可以改变，以获得给定功率下的最佳有效性。下面提供实施例，以说明本披露的装置、部件和方法。这些实施例仅是示意性的，不能用于限制本披露的材料、条件或过程参数为下面所描述的材料、条件或过程参数。实施例利用COMSOL仿真软件，为声泳装置建立了二维数值模型。该模型如图13所示。装置包括铝壁222和位于对侧壁的不锈钢反射器224。压电换能器230嵌入在壁中。如本文所说明的，换能器的形式为4元件压电阵列。壁222和反射器224限定了流室，其中箭头225标明了流体通过流室的流向。压电换能器与流体直接接触。即使在仿真中没有使用灌封材料，同样示出了沟道/切口210和灌封材料212。运行仿真软件，并将其输出与公开的数据(Barmatz,J.Acoust.Soc.Am.77,928,1985)进行对比。图14A比较了声势U。图14B比较了声辐射力(ARF)的x分量。图14C比较了ARF的y分量。图14D比较了ARF的绝对值。在这些图中，上部为公开数据，下部为数值模型的结果。如图所示，数值模型的结果与公开数据相对应，这验证了数值模型和由此进行的后续运算。然后运行了三个不同的仿真，以建立利用三种不同的压电换能器将SAE30油滴从水中分离的模型。三种压电换能器分别为：1元件换能器(即单晶体)，4元件换能器和5元件换能器。这些换能器运行于相同的频率，以及，油和水使用如下的参数：油颗粒半径(RP)＝10μm；油密度(ρp)＝865kg/m3；油中的声速(cp)＝1750m/sec；颗粒速度(μf)＝0.001kg/m·sec；水密度(ρf)＝1000kg/m3；以及水中的声速(cf)＝1500m/sec。对于4元件换能器，各个沟道具有0.0156英寸的宽度和0.0100英寸的深度，并且各元件具有0.2383英寸的宽度(换能器的总宽度为一英寸)。对于5元件换能器，各个沟道具有0.0156英寸的宽度和0.0100英寸的深度，并且各元件具有0.1875英寸的宽度。图15示出了使用1元件换能器时颗粒受力的仿真，为PZT晶体200的二维表示。图16示出了使用4元件换能器时颗粒受力的仿真，为PZT晶体200’的二维表示。图17示出了使用5元件换能器时颗粒受力的仿真，为PZT晶体200”的二维表示。各换能器具有相同的宽度，与其具有的元件数量无关。可以清楚地看到从换能器产生的多维声驻波的幅度(颜色浅的区域的幅度高于颜色深的区域)。然后在4元件阵列上运行仿真，以比较波上相位的作用。流速为500毫升/分钟，流体的Reynolds数为220，每个元件的输入电压为直流2.5V，并且每个元件的直流功率为1瓦特。在一个仿真中，四个元件相对各自在0-180-0-180相位上(即异相)。在另一仿真中，四个元件之间相互同相。然后将仿真与以具有4x4压电阵列的换能装置进行的实际实验比较，如图18所示。图19比较了图18中的换能装置使用异相阵列时，异相仿真的结果(左)和示出实际结果的图(右)。结果非常相似。在仿真中幅值较高的位置，在实际图的对应位置处可以看到捕获的颗粒。图20比较了图18中的环能装置使用同相阵列时，同相仿真的结果(左)和示出实际结果的图(右)。结果非常相似。对于4元件换能器和5元件换能器，对于直径20微米的油滴，在2.19MHz至2.25MHz的扫频下，运行了另外的数值模型在不同布置下的同相和异相仿真，如下文中表3所述。异相的意思是以不同的相位激励相邻的元件。图22示出了对于4元件阵列仿真的两种异相模式。左图示出0-180-0-180模式，而右图示出0-180-180-0模式。图23示出了对于5元件阵列仿真的四种异相模式。左上图示出0-180-0-180-0模式。右上图示出0-0-180-0-0模式。左下图示出0-180-180-180-0模式。右下图示出0-90-180-90-0模式。在该频率范围内，确定声辐射力的侧向分量(x轴)与轴向分量(y轴)的比值，该比值的范围在下面的表3中列出。表3换能器相位最小比值最大比值1元件(单晶体)～0.15～0.754元件阵列同相～0.08～0.544元件阵列(0-180-0-180)～0.39～0.944元件阵列(0-180-180-0)～0.39～0.925元件阵列同相～0.31～0.855元件阵列(0-180-0-180-0)～0.41～0.875元件阵列(0-0-180-0-0)～0.41～0.815元件阵列(0-180-180-180-0)～0.40～0.855元件阵列(0-90-180-90-0)～0.38～0.81图24示出来自单压电晶体仿真的归一化的声辐射力(ARF)。由通过测量的电压和电流计算出的实功率，将ARF的值归一化。图25示出了对于单压电晶体在测试频率范围的仿真，ARF分量(侧向和轴向)的比例。图26示出来自5元件仿真的归一化声辐射力。图27示出了对于在测试频率范围的5元件仿真，ARF分量(侧向和轴向)的比例。比较图24与图26，1元件仿真的ARF峰值约为6e-11，而5元件仿真的ARF峰值约为2e-9。比较图25和图27，图27中力的比例也更加稳定(consistent)，图25具有约为0.60的变差，而图27具有约为0.40的变差。通常，4元件和5元件阵列产生较高的比例，包括大于0.9的比例。一些仿真中也有比1元件换能器产生的大几乎两个量级的声辐射力幅值(1元件产生的声辐射力作为基线)。然后测试16元件和25元件的实验阵列。流入的溶液是3％填充细胞块状酵母溶液(packedcellmassyeastsolution)，用作用于生物应用的CHO细胞的模拟物。对于异相测试，使用了0°和180°相角的棋盘模式。对于25元件阵列，12个元件的相位为180°，13个元件的相位为0°。图28示出了这些棋盘模式。左边为16元件阵列，右边为25元件阵列，不同的阴影表示不同的相角。在不同频率的30分钟之后，测量流入液、浓缩液和渗透液的浑浊度。浓缩液是流出装置的含有浓缩酵母的部分连同一些流体。渗透液是流出装置的经过滤的部分，其大部分为液体，带有很小浓度的酵母。较低的浑浊度表示较低的酵母浓度。按照(流入液-渗透液)/流入液*100％确定捕获效率。流入液的流速为30毫升/分钟，浓缩液的流速为5毫升/分钟。换能器的功率设定为8W。表4列出了单元件换能器的结果，其用于作为基线或控制线。表4频率(兆赫兹)2.2252.244浓缩液(NTU)15,40015,400渗透液(NTU)262327流入液(NTU)4,5505,080捕获效率(％)94.293.6表5列出了16元件换能器同相的实验结果。表5频率(兆赫兹)2.222.2252.232.2422.2432.2442.2552.26浓缩液(NTU)22,70024,30022,50024,60023,10028,10027,40023,800渗透液(NTU)205233241201249197244165流入液(NTU)5,0804,8505,1004,8304,8105,0804,9404,830捕获效率(％)96.095.295.395.894.896.195.196.6表6列出了16元件换能器异相的实验结果。表6频率(兆赫兹)2.222.2252.232.2422.2432.2442.2552.26浓缩液(NTU)40,90021,40026,00049,30019,10055,80022,10035,000渗透液(NTU)3513693821,690829761397581流入液(NTU)5,5904,8705,8605,1605,0404,8704,8005,170捕获效率(％)93.792.493.567.283.684.491.788.8将16元件阵列的结果相互比较，并与对照组比较，同相阵列在频率范围内保持了高的捕获效率，而异相阵列的捕获效率在大约2.24MHz处开始快速下降。对于大多数同相测试，效率的结果与对照组很相似。在各频率，同相的效率都比异相的效率高。表7列出了25元件换能器同相的实验结果。表7频率(兆赫兹)2.21902.23002.23552.24702.24752.24802.24852.2615浓缩液(NTU)13,30019,80020,90021,40013,70017,30019,00019,500渗透液(NTU)9506692831,0441,0941,164688797流入液(NTU)4,9304,9304,9105,0104,9505,2205,0105,110捕获效率(％)80.786.494.279.277.977.786.384.4表8列出了25元件换能器异相的实验结果。表8频率(兆赫兹)2.21902.23002.23552.24702.24752.24802.24852.2615浓缩液(NTU)14,605-21,70018,02523,42522,57521,90022,450渗透液(NTU)2,5682,5411,4841,1341,0059879052,034流入液(NTU)5,6106,0205,2006,0105,8805,8405,8605,880捕获效率(％)54.257.871.581.182.983.184.665.4将25元件阵列的结果相互比较，并与对照组比较，两者的效率均比对照组低。25元件同相阵列峰值约为95％，然后在两个方向均下落。异相阵列峰值约为85％的效率，并急剧下降。效率的结果与对照组非常相似。应当注意到，对于利用数值模型找到的高峰值幅度没有进行实验测试。已参照示例性实施方式对本披露进行了描述。显然，在阅读并理解前述具体描述之后，其他人可以做出修改和变更。旨在将本披露解释为包括所有这些修改和变更，只要这些修改和变更在所附权利要求或其等同物的范围之内。当前第1页1 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