一种接收换能器角度可变的声速测定仪及其使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109115326A(43)申请公布日2019.01.01(21)申请号201811095916.4(22)申请日2018.09.19(71)申请人安徽大学地址230601安徽省合肥市经济技术开发区九龙路111号(72)发明人廖艳林赵艳王佩红谌正艮章文汪洪(74)专利代理机构合肥天明专利事务所(普通合伙)34115代理人赵瑜金凯(51)Int.Cl.G01H5/00(2006.01)G01H13/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种接收换能器角度可变的声速测定仪及其使用方法(57)摘要一种接收换能器角度可变的声速测定仪及其使用方法，它涉及一种测量最佳谐振频率和超声波声速实验装置，以解决现有最佳谐振频率和超声波声速实验测量方法测量结果误差较大的问题。包括有前固定杆和后固定杆固定连接的左支架和右支架，固定于左支架和右支架之间的刻度尺，平行设置于刻度尺下方的滑轨和螺杆，套装在滑轨和螺杆螺纹上的滑块，固定在滑轨上且套装在螺杆非螺纹段的固定块，位于右支架外侧且与螺杆连接的手轮，安装在固定块和滑块上的发射换能器和接收换能器，以及角度调节旋钮。本发明用于测量压电换能器最佳谐振频率和降低相位法超声波声速测量误差。CN109115326ACN109115326A权利要求书1/1页1.一种接收换能器角度可变的声速测定仪，包括有左支架（1）、滑轨（2）、螺杆（3）、刻度尺（4）、固定块（5）、发射换能器（6）、接收换能器（7）、角度调节旋钮（8）、滑块（9）、右支架（10）、手轮（11）、前固定杆（12）、后固定杆（13）；前固定杆（12）和后固定杆（13）固定连接左支架（1）和右支架（10），刻度尺（4）固定于左支架（1）和右支架（10）之间，滑轨（2）和螺杆（3）平行设置于刻度尺（4）下方且滑轨（2）位于螺杆（3）下方，滑块（9）套装在滑轨（2）和螺杆（3）螺纹上，固定块（5）固定在滑轨（2）上且套装在螺杆（3）非螺纹段，手轮（11）位于右支架（10）外侧且与螺杆（3）连接，发射换能器（6）和接收换能器（7）分别安装在固定块（5）和滑块（9）上，且接收换能器（7）的角度可由角度调节旋钮（8）调整。2.一种权利要求1所述的接收换能器角度可变的声速测定仪的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据不同的测试目的，调节角度调节旋钮（8）使发射换能器（6）和接收换能器（7）的端面成N度角，N=0或不为0；S2、获取驱动信号频率或者刻度尺读数。3.根据权利要求2所述的接收换能器角度可变的声速测定仪的使用方法，其特征在于：当压电换能器最佳谐振频率测试时，调节角度调节旋钮（8）使N不为0，即发射换能器（6）和接收换能器（7）的端面不平行，且当通过手轮（11）移动接收换能器（7）的位置时，接收换能器（7）的电信号幅度不会随着发射换能器（6）和接收换能器（7）距离改变而周期性变化；随后调节发射换能器（6）的驱动电信号频率，通过观察接收换能器（7）连接的示波器，当示波器中电信号幅度最大时，此时的驱动信号频率即为压电换能器的最佳谐振频率。4.根据权利要求2所述的接收换能器角度可变的声速测定仪的使用方法，其特征在于：当相位比较法测量波长时，调节角度调节旋钮（8）使N不为0，即发射换能器（6）和接收换能器（7）的端面不平行，且当通过手轮（11）移动接收换能器（7）的位置时，接收换能器（7）的电信号幅度不会随着发射换能器（6）和接收换能器（7）距离改变而周期性变化；随后将接收换能器（7）获得的电信号与信号发生器的驱动信号同时输入示波器，测试其构成的李萨如图形，通过调节手轮（11），连续改变接收换能器（7）的位置，根据示波器上李萨如图形变化记录刻度尺（4）上读数，从而获得波长值。5.根据权利要求2所述的接收换能器角度可变的声速测定仪的使用方法，其特征在于：当共振法测量波长时，调节角度调节旋钮（8）使N=0，即发射换能器（6）和接收换能器（7）的端面平行，且当通过手轮（11）移动接收换能器（7）的位置时，接收换能器（7）的电信号幅度会随着发射换能器（6）和接收换能器（7）距离改变而有明显周期性变化；随后将接收换能器（7）获得的电信号输入示波器，通过调节手轮（11），连续改变接收换能器（7）的位置，根据示波器上波形幅度变化记录刻度尺（4）上读数，从而获得波长值。2CN109115326A说明书1/3页一种接收换能器角度可变的声速测定仪及其使用方法技术领域[0001]本发明涉及物理实验装置，具体是一种接收换能器角度可变的声速测定仪及其使用方法。背景技术[0002]通过声速测量可以获得被测物质的性质、状态及速度变化，广泛应用于测距、液体流速、定位、弹性模量等方面。