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超声横波声速测量新技术及应用
1
作者 孟永乐 薛开封 《铸造技术》 CAS 2019年第3期304-305,共2页
研究了材料的横波声速检测新技术,建立了利用直探头测量材料横波声速的公式。在采用碳钢CSK-IA用直标准试块校准的检测系统下,修正了被检工件缺陷实际位置公式。结果表明,采用该公式可以快速准确测量出所需材料的横波声速;提高了缺陷定... 研究了材料的横波声速检测新技术,建立了利用直探头测量材料横波声速的公式。在采用碳钢CSK-IA用直标准试块校准的检测系统下,修正了被检工件缺陷实际位置公式。结果表明,采用该公式可以快速准确测量出所需材料的横波声速;提高了缺陷定位的准确性,节约了制作各种材料标准试块的费用,并提高了检测效率。 展开更多
关键词 横波 直探头 斜探头 声速测量
基于傅里叶光学理论的声驻波成像分析 预览
2
作者 张博一 熊畅 +2 位作者 胡斌 唐芳 李朝荣 《大学物理》 2019年第4期54-58,共5页
基于傅里叶光学理论研究了激光通过声光衍射现象的产生和声驻波的成像过程,并设计实验验证了理论推导的正确性.针对不同空间滤波方式,分析声驻波成像条纹间距和条纹对比度的变化,提出一种新的用空间滤波手段测量声速的实验方法.该理论... 基于傅里叶光学理论研究了激光通过声光衍射现象的产生和声驻波的成像过程,并设计实验验证了理论推导的正确性.针对不同空间滤波方式,分析声驻波成像条纹间距和条纹对比度的变化,提出一种新的用空间滤波手段测量声速的实验方法.该理论研究及相关实验,完整地分析了声驻波的成像问题,也有利于加深对傅里叶光学中的空间滤波的理解. 展开更多
关键词 傅里叶光学 声驻波 空间滤波 声速测量
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基于手机APP对驻波共振法测声速实验的改进
3
作者 罗慧 杨小芳 《物理教学》 北大核心 2019年第3期79-80,74共3页
驻波共振法测声速是高中阶段学生较易掌握的方法,但实验需要较多精密的仪器,不适合高中阶段的拓展实验。通过改进实验,结合可改变长度的空气管及两部智能手机就可以简单而且精确的测量在室温下声音在空气中的传播速度。
关键词 声速测量 驻波 实验改进
超声波速度测量实验中常见问题及解决方案 预览
4
作者 赵福海 罗浩 向泽英 《科技与创新》 2019年第7期120-121,共2页
基于超声波速度测量实验,从驻波法和相位比较法两种测量波长的途径着手,归纳了多种实验中常见问题,分析了其成因,并给出了解决方案,可以供理工科学校师生参考。
关键词 声速测量 驻波法 相位比较法 解决方案
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驻波法与相位比较法声速测量实验的对比研究 预览
5
作者 石明吉 罗鹏晖 +1 位作者 刘斌 于家辉 《物理通报》 2018年第9期89-92,共4页
在驻波法声速测量实验中出现了次峰现象,由于次峰的干扰难以准确测量声速;在相位比较法声速测量实验中,也出现了类似现象,在不该出现一三象限直线的地方,出现了幅度较小的一三象限直线,容易导致测量出错.为此,搭建了全自动声速测量系统... 在驻波法声速测量实验中出现了次峰现象,由于次峰的干扰难以准确测量声速;在相位比较法声速测量实验中,也出现了类似现象,在不该出现一三象限直线的地方,出现了幅度较小的一三象限直线,容易导致测量出错.为此,搭建了全自动声速测量系统,通过数据采集卡采集信号,通过单片机和步进电机驱动器控制步进电机的转动,利用步进电机带动丝杠转动,从而实现声波接收器的运动.通过上位机完成绘图和数据存储.分别采用驻波法和相位比较法进行声速测量.在驻波法测量过程中,采用有效值检测模块将声波接收器产生的高频交变电压信号转化为直流电压信号;在相位比较法测量过程中,采用相位差测量模块实现相位测量的数字化.实验结果表明:驻波法和相位比较法各有优缺点.将两种方法得到的数据进行比较,可以更好地发现并消除次峰的影响,实现声速更高精确的测量. 展开更多
关键词 声速测量 驻波法 相位比较法 次峰 步进电机 回程差
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声速测量实验中反常现象的观察与分析 预览
6
作者 宋子午 王茂香 《大学物理》 2018年第11期41-45,共5页
声速测量是大学物理实验的基本内容之一,主要应用共振干涉法和相位比较法测量声波的波长进而求得声速,在实际操作过程中出现了一些反常现象值得深入探讨.本文主要观察了二次相位合成现象(即次级波峰现象),并结合Mathematica软件的仿真... 声速测量是大学物理实验的基本内容之一,主要应用共振干涉法和相位比较法测量声波的波长进而求得声速,在实际操作过程中出现了一些反常现象值得深入探讨.本文主要观察了二次相位合成现象(即次级波峰现象),并结合Mathematica软件的仿真模拟给出了理论解释.随后简要讨论了两种方法测量的不同步现象并给出了定性的解释. 展开更多
关键词 声速测量 二次相位合成 共振干涉法 相位比较法 MATHEMATICA
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声速测量远程实验设计 预览 被引量:1
7
作者 周旋 谌建飞 +2 位作者 赵丹 唐立军 邓敏 《实验技术与管理》 北大核心 2018年第3期135-139,共5页
利用实验室大学物理实验中的声速测量仪,结合实验室远程实验控制平台,设计了声速测量远程实验。该实验项目采用usb-over-network技术、Wi-Fi技术进行实验仪器与远程实验控制平台通信,可实现声速测量实验仪器的远程监控,具有导出实验数... 利用实验室大学物理实验中的声速测量仪,结合实验室远程实验控制平台,设计了声速测量远程实验。该实验项目采用usb-over-network技术、Wi-Fi技术进行实验仪器与远程实验控制平台通信,可实现声速测量实验仪器的远程监控,具有导出实验数据及图片并保存至本地计算机的功能。测试表明,可以在任何有网络的地方完成声速测量实验的操作,且实验效果好。该实验既可用于实验教学,也可用于相关研究。 展开更多
关键词 声速测量 远程实验 图像采集 LABVIEW
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声速测量实验中入射波幅值变化的研究 预览
8
作者 杨建伟 于轲鑫 +1 位作者 郑宇彤 史旭光 《大学物理实验》 2018年第5期53-56,共4页
超声波声速测量实验中,可以用连续波法测量声速。在测量波长时,主要是使用驻波法和相位法。两种方法都是测量的换能器S2的电信号,只是驻波法观察示波器的ch2通道。相位法是将扫描时间旋钮放到X-Y模式。文献和教材中对于换能器S2处的... 超声波声速测量实验中,可以用连续波法测量声速。在测量波长时,主要是使用驻波法和相位法。两种方法都是测量的换能器S2的电信号,只是驻波法观察示波器的ch2通道。相位法是将扫描时间旋钮放到X-Y模式。文献和教材中对于换能器S2处的振动成分未作详细分析。本文将入射超生波的振幅进行了分解,得到在换能器S2处的振动成分为驻波引起振动和平面波引起振动,解释了以上两种方法的原理。并通过实验近似的分析了换能器S2处的入射波幅值和反射波幅值。 展开更多
关键词 声速测量 相位法 驻波法
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声波多次往返叠加对相位比较法测量声速的影响 预览
9
作者 李轩 方锦江 +1 位作者 单桂晔 高志华 《物理实验》 2018年第4期47-51,共5页
相位比较法测量声速实验中,由于声波在传输过程中存在衰减、反射以及在收、发换能器之间多次反射叠加,当收、发换能器间距较小时,发射信号和接收信号合成的李萨如图形变化规律与理论不一致,即,接收器移动1个波长的距离,示波器中观察到... 相位比较法测量声速实验中,由于声波在传输过程中存在衰减、反射以及在收、发换能器之间多次反射叠加,当收、发换能器间距较小时,发射信号和接收信号合成的李萨如图形变化规律与理论不一致,即,接收器移动1个波长的距离,示波器中观察到合成直线段在同相和反相区域分别连续出现多次,该现象影响了学生对实验现象的判断和实验测量.本文通过理论计算分析,声波在收、发换能器之间的多次往复反射叠加次数增加,声波传输衰减小和换能器表面反射系数大会增大该现象产生的强度和持续的空间范围,理论计算直观地说明了接收器接收的声压信号与空气振动信号之间的关系和利用相位比较法测量声速的合理性. 展开更多
关键词 声速测量 相位比较法 声波叠加
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声速测定实验谐振频率测量研究 预览 被引量:1
10
作者 丛晓梅 赵泽楠 +1 位作者 朱钰婷 霍伟刚 《大学物理实验》 2018年第2期35-38,共4页
在声速测定实验中,接收换能器位置对谐振频率测量结果有一定影响。目前,对这种影响的研究较少。研究接收换能器输出电压随接收换能器位置的变化,发现当两个换能器间距较小时,不同频率下的输出电压极大值的位置是聚集的,随着换能器间距... 在声速测定实验中,接收换能器位置对谐振频率测量结果有一定影响。目前,对这种影响的研究较少。研究接收换能器输出电压随接收换能器位置的变化,发现当两个换能器间距较小时,不同频率下的输出电压极大值的位置是聚集的,随着换能器间距的增加该位置逐渐发散。当换能器间距较小且接收换能器处于干涉极小值位置时,谐振频率测量不受共振干涉的影响。 展开更多
关键词 声速测量 换能器 谐振频率 共振干涉
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利用声波干涉测量空气中的声速 预览
11
作者 吴广国 黄琭琰 邹斌 《物理教学探讨:中学教学教研版》 2018年第7期51-52,共2页
实验选用功率输出的正弦交流信号驱动两只完全相同的小喇叭,产生的两列相干声波在空间中发生干涉形成干涉的声音信号,再利用拾音器将声音信号转化成电信号,输入示波器,得到可视的声波干涉图像,让学生可以在视觉上观察到声波干涉现... 实验选用功率输出的正弦交流信号驱动两只完全相同的小喇叭,产生的两列相干声波在空间中发生干涉形成干涉的声音信号,再利用拾音器将声音信号转化成电信号,输入示波器,得到可视的声波干涉图像,让学生可以在视觉上观察到声波干涉现象。由所得图像结合波干涉加强和减弱条件反推计算得到声波波长,定量验证了纵波干涉现象的存在。并计算出声波在北京室温、常压下的空气中的传播速度为349.4m/s。 展开更多
关键词 声波干涉 声波可视化 声速测量
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全自动相位差法声速测量装置的研制与探讨 预览 被引量:2
12
作者 石明吉 宋金璠 郭新峰 《物理实验》 2018年第2期19-21,共3页
针对传统的相位比较法测声速不能定量测量相位差的问题,引入了AD8302相位差测量模块,设计了全自动相位差法声速测量装置.该装置以上位机控制器为核心,通过数据采集卡采集AD8302输出的电压值,通过单片机和步进电机驱动器控制步进电机的转... 针对传统的相位比较法测声速不能定量测量相位差的问题,引入了AD8302相位差测量模块,设计了全自动相位差法声速测量装置.该装置以上位机控制器为核心,通过数据采集卡采集AD8302输出的电压值,通过单片机和步进电机驱动器控制步进电机的转动,利用步进电机带动丝杠转动,从而实现声波接收器的运动,以达到对各点相位情况的自动测量;获得数据的同时,将不同位置的AD8302输出的电压值绘制成二维直角坐标图,并保存和输出.实验结果表明:该装置可以直接测量发射信号与接收信号之间的相位差,实现了相位测量的数字化,消除了回程差,提高了测量效率. 展开更多
关键词 声速测量 相位差 步进电机 采集卡 AD8302 回程差
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基于HC—SR04模块的时差法声速测量 预览
13
作者 张克声 隆昌喜 《机械与电子》 2018年第2期54-57,共4页
提出了一种基于超声波测距模块HC—SR04的时差法测量声速的软硬件实现方法,并介绍了相应的硬件模块信号处理流程和测量程序运行流程。本方法可通过精确测量已知距离的声传播时间计算声速。利用所设计的实验装置,实际测量了空气中不同... 提出了一种基于超声波测距模块HC—SR04的时差法测量声速的软硬件实现方法,并介绍了相应的硬件模块信号处理流程和测量程序运行流程。本方法可通过精确测量已知距离的声传播时间计算声速。利用所设计的实验装置,实际测量了空气中不同温度下多组声传播速度,测量结果与理论值的最大相对误差仅为0.6%,从而证明了本方法的可行性和合理性。与传统的共振干涉法、相位比较法等声速测量方法相比,本文方法具有实时性高、成本低、结构简单和精度高等优点。 展开更多
关键词 HC—SR04模块 声速测量 时差法 超声波测距模块
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微弱共振信号测量干扰消除系统 预览
14
作者 李欢欢 罗泽 +2 位作者 肖洪洋 徐誉洲 彭川黔 《大学物理》 2018年第10期21-24,29共5页
测定系统共振态时,当阻尼较大时,振动系统的幅值在共振频率附近并不突出,相应的相位变化也变得平缓,在外界振动和电磁干扰的影响下,通过系统共振的幅频特性或相频特性测定相关物理量时,测量精度会大大降低.微弱共振信号测量干扰消除系统... 测定系统共振态时,当阻尼较大时,振动系统的幅值在共振频率附近并不突出,相应的相位变化也变得平缓,在外界振动和电磁干扰的影响下,通过系统共振的幅频特性或相频特性测定相关物理量时,测量精度会大大降低.微弱共振信号测量干扰消除系统,利用了系统共振时振动信号幅度最大以及振动信号与激励信号具有特定相位差这两个特点,过滤干扰信号,能更加准确确定系统共振态,从而准确测量相关物理量. 展开更多
关键词 干扰消除系统 共振态 杨氏模量 声速测量
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一种更加实用的声速测量实验原理的探究 预览
15
作者 饶智祥 祁俊磊 +2 位作者 王菁 郑明 高红 《大学物理》 2018年第6期61-65,共5页
提出一种更加实用的诠释声速测量实验原理的方法.通过微小面元积分方法推导出接收端的声压,与球面波和平面波为声源的模型推导出的声压进行对比.在探头尺寸相对于传输距离不能近似于无穷大也不能忽略不计,实验测量误差较小的距离内,通... 提出一种更加实用的诠释声速测量实验原理的方法.通过微小面元积分方法推导出接收端的声压,与球面波和平面波为声源的模型推导出的声压进行对比.在探头尺寸相对于传输距离不能近似于无穷大也不能忽略不计,实验测量误差较小的距离内,通过面源积分方式推导的声压随换能器之间距离演化趋势更加接近实验测量数值.理论计算与实验数据差值较后两种常见模型减小约10倍以上,能够更加真实地反映声场传播规律. 展开更多
关键词 声速测量 声压 无限次反射叠加 微小面元积分
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基于阴影法的超声驻波成像和声速测量 预览
16
作者 胡斌 夏珣 +3 位作者 熊畅 张博一 唐芳 李朝荣 《物理与工程》 2018年第2期58-62,共5页
本文提出了利用阴影法观察声光晶体中的超声驻波图像并利用该图像测量超声波在晶体中传播速度的方法,并将其与传统的声光衍射方法进行对比,分析了两者各自的优缺点。本方法可以直接观察到晶体内部由超声驻波造成的介质密度周期性分布图... 本文提出了利用阴影法观察声光晶体中的超声驻波图像并利用该图像测量超声波在晶体中传播速度的方法,并将其与传统的声光衍射方法进行对比,分析了两者各自的优缺点。本方法可以直接观察到晶体内部由超声驻波造成的介质密度周期性分布图像。利用该方法测得的超声波波速与利用衍射方法测得的波速精确度相当,但这种方法使用的仪器更简单,并有利于更直观地理解超声驻波在声光晶体中的传播,同时也有助于加强实验者对阴影法的认识。 展开更多
关键词 阴影法 声光衍射 超声驻波 声速测量
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玻璃-橡胶混合颗粒体系的弹性行为研究 被引量:1
17
作者 赵子渊 李昱君 +4 位作者 王富帅 张祺 厚美瑛 李文辉 马钢 《物理学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期117-127,共11页
废旧橡胶制品颗粒与砂土颗粒混合物作为建筑填充材料具有环保、轻质、减震效果好等特点.软硬组分的混合比例可以调制体系力学性能从而实现兼顾材料柔韧性与强度的需求,但细观层面上材料性能改变的原因尚不明确.本文主要研究玻璃-橡胶混... 废旧橡胶制品颗粒与砂土颗粒混合物作为建筑填充材料具有环保、轻质、减震效果好等特点.软硬组分的混合比例可以调制体系力学性能从而实现兼顾材料柔韧性与强度的需求,但细观层面上材料性能改变的原因尚不明确.本文主要研究玻璃-橡胶混合颗粒体系的弹性行为及其微观机制.利用飞行时间法测量混合材料等效动弹性模量,发现随着橡胶颗粒增加,体系逐渐从类玻璃刚性行为转变为类橡胶柔性行为.离散元模拟结果与实验结果类似.此外,模拟显示低橡胶颗粒占比样品内主要由玻璃颗粒构成主力链结构,而橡胶颗粒基本不参与强力链的构成.当橡胶颗粒占比较大时,玻璃颗粒和橡胶颗粒共同构成主力链网络结构,但颗粒间法向接触力分布相对更为均匀,可视为玻璃颗粒悬浮于橡胶颗粒中.基于上述结果,提出了改进的等效介质理论,用于描述混合颗粒体系的弹性行为.研究认为:橡胶颗粒占比较小时内部颗粒的变形相对均匀,材料近似满足等应变假设,视为并联弹簧模型;橡胶颗粒占比较大时混合材料近似满足等应力假设,视为串联弹簧模型.两种模型得到的结果与模拟结果一致.上述结果有利于从微观角度揭示混合颗粒材料弹性行为的变化机制. 展开更多
关键词 混合颗粒 离散元 声速测量 动弹性模量
Study on Sound-Speed Dispersion in A Sandy Sediment at Frequency Ranges of 0.5-3 kHz and 90-170 kHz 预览
18
作者 YU Sheng-qi LIU Bao-hua +2 位作者 YU Kai-ben KAN Guang-ming YANG Zhi-guo 《中国海洋工程:英文版》 SCIE EI CSCD 2017年第1期103-113,共11页
以便在沙的沉积学习健全速度的分散的性质,健全速度在实验室环境在高频率(90-170 kHz ) 和低频率(0.5-3 kHz ) 两个都被测量。在高频率,采样大小被进行与沸腾,未烹调的沙样品从一辆大水坦克的底部收集了。健全速度直接用单身的来源... 以便在沙的沉积学习健全速度的分散的性质,健全速度在实验室环境在高频率(90-170 kHz ) 和低频率(0.5-3 kHz ) 两个都被测量。在高频率,采样大小被进行与沸腾,未烹调的沙样品从一辆大水坦克的底部收集了。健全速度直接用单身的来源和单个水中听音器通过传播测量被获得。在低频率,一在里面 situ 测量在水坦克被进行,在沙的沉积同类地很长时间在底部被铺了的地方。健全速度间接地根据三收到的信号的旅行时间被转换在实验隐居到沙的沉积和几何学。吝啬的健全速度是有在沙样品在以后的一个弱积极坡度的近似 1710-1713 m/s 的结果表演正在被煮(当消除的一个方法起泡像一样可能)在高频率,与 Biot 理论的预言同意很好,有效密度液体模型( EDFM )和 Buckinghams 理论。然而,在未烹调的沙的沉积的健全速度显然减少(大约 80%) 在高频率和低频率由于在存在的很多的水泡。并且健全速度的分散在高频率执行一个弱否定坡度。最后,一个水不饱和的 Biot 模型为试着与很多的水泡在沙的沉积解释健全速度的减少被介绍。 展开更多
关键词 砂质沉积物 声速测量 分散性能 高频率 BIOT理论 实验室环境 旅行时间 样品收集
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一个新的测量空气中声速温变系统 预览
19
作者 冯升同 杨宝林 +1 位作者 郭立群 吴波 《物理与工程》 2017年第1期50-54,共5页
为了研究空气中声速随温度变化的特性,开发了基于80C196单片机的测量声速的新系统。该系统采用时差法计算声速。利用单片机发射和接收声波,并记录发射和接收的时间差。采用IN4148二极管作为温度传感器,设计了不平衡测温电桥电路。通过... 为了研究空气中声速随温度变化的特性,开发了基于80C196单片机的测量声速的新系统。该系统采用时差法计算声速。利用单片机发射和接收声波,并记录发射和接收的时间差。采用IN4148二极管作为温度传感器,设计了不平衡测温电桥电路。通过在玻璃管身上均匀缠绕电阻丝建立了空气加热模块,可以方便地改变环境温度。编写了基于Visual Basic的计算机与单片机实时通信的软件和制作了操作界面。实验结果表明,该系统能够很精确地测量空气中声速并作出声速随温度变化的特性曲线。该实验已经应用于大学物理实验课堂和电子实训项目。 展开更多
关键词 声速测量 测温电桥 单片机 二极管
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基于手机APP实现驻波法对声速的测量 预览 被引量:3
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作者 刘静 孙阿明 《大学物理实验》 2017年第2期80-82,共3页
介绍了一种利用普通智能手机和一根两端开口奶茶管基于声驻波现象来测量声速的方 法.这种实验方法所用的实验仪器随手可得,无需学生再到学校的实验室进行实验,激发了学生的学习兴趣,增强了学生的动手能力.
关键词 智能手机软件 声速测量 奶茶管
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