一种新型高斯超声换能器

本文提供一种高斯超声换能器的设计.可以利用它产生任意束宽的高斯型声场.这种设计采用曲面背电极,而不是通常的平面电极.用激光干涉拾振技术对换能器表面的振动分布进行测量.测量结果与设计理论良好吻合.     

流管实验装置中声传播计算的模态方法

流管实验装置是测量有流动情况下航空发动机消声短舱内声衬声阻抗的主要装置。本文发展了一种解析的模态匹配方法进行在平均流有声衬条件下矩形流管中声传播的计算。用同伦方法求解特征值问题,并与用环绕积分求解的结果进行比较。声场通过轴向阻抗间断面的声压和声质点速度积分相等计算。第一个算例是无流动、硬壁、有限长、考虑端口反射的情况,并与北航流管实验台测量数据进行了对比;第二个算例为有流动情况下有限长声衬管道不考虑端口反射的声场计算,它与文献中NASA流管实验结果和CAA计算结果符合得很好。     

基于马赫-泽德干涉具的激光光谱探测技术研究

实时、可靠地探测敌方来袭激光的类型和特征参数是激光告警的主要任务。相干探测技术依靠激光的相干性探测其信息,是较有效的探测技术之一。为了探测来袭激光光谱信息,设计了一种激光探测与光谱实时测量装置。该装置以相干探测技术和傅里叶光学与光信号处理为基础,使用实心小型静态马赫-泽德干涉具作为相干探测元件,它能有效地抑制背景光,无机械扫描部件,光谱检测速度快,可探测纳秒级窄脉冲激光信号;用高速DSP芯片和多通道帧减技术进行实时信息处理,实现背景噪声去除、激光探测和光谱测量。测试结果表明,运用马赫-泽德干涉具和多通道帧减技术,能实现脉冲激光探测,提高测量精度;可探测激光脉冲宽度为10 ns,波长测量误差小于10 nm。     

一种红外体温测量装置的研究与制作

本文测量了一种热释电双敏元传感器的物理特性,研究了被测物体运动速度、测量距离、环境温度和湿度对测量结果的影响.在此基础上,自制了非接触测温装置,可实时监控移动人体的体温.     

一种可同时实现振幅谱与相位谱测量的光声光谱系统

设计了一套可同时测量光声振幅谱与相位谱的光声光谱系统。该系统优化了传统的气体微音器光声光谱系统,增加了相位测量功能,实现了从紫外到近红外区(350~1000nm)的连续波长扫描,测量的最小步进波长为0.1nm,频率调制范围为10~2000Hz。采用虚拟仪器软件LabVIEW,可通过计算机实现仪器控制、实验参数设置、数据自动采集和处理。LabVIEW程序的前面板能动态监控实验过程并实时显示光声振幅谱和相位谱。利用Ho2O3对系统进行鉴定,测得的归一化光声振幅谱与文献结果一致。用该系统研究了喜树碱与羟丙基β环糊精的包合物,实验结果显示将光声相位谱与振幅谱相结合,可以获得样品更丰富的信息。     

基于换能器阵的三维多粒子悬浮及操控装置

针对目前三维声操作技术悬浮粒子数量少、悬浮空间局限的问题,本文提出了一种由三对相对换能器阵列组成的声悬浮装置的设计方案,通过改变换能器阵列的相位差,成功实现了粒子的三维操纵.该装置可用于测量声速,相对误差一般在2%~5%左右,对测量环境要求比较严格.     

声脉冲法空间电荷测量系统的研究

气体中空间电荷的分布与电晕放电的机理紧密相关, 获取电晕放电过程中空间电荷分布对深入研究电晕放电起始、自持过程有着重要作用, 但是如何准确获得电晕放电过程中的空间电荷分布一直是国际上尚未解决的难题. 本文基于声脉冲法提出一种电场信号解耦算法, 推导了空间电荷在声场中被调制产生的电场信号与声脉冲信号和空间电荷密度之间的数值关系, 讨论了不同测量情况下声发射系统的设计要求; 搭建了一套可用于实时测量针板电极电晕放电空间电荷分布的非接触式测量系统, 该系统主要包括声脉冲发生模块、空间电荷模块及电场信号解耦算法模块. 运用该系统实现了声脉冲激发作用下电场信号的测量, 通过提出的电场信号解耦算法得到了空间电荷密度, 对其测量结果与电晕电流法测量结果进行比较, 验证了电场信号解耦算法的有效性. 该算法可以应用于空间电荷一维、二维和三维测量系统中.     

摆动式声多普勒效应实验仪

针对现有的声多普勒效应实验装置中存在的问题,设计并制作了摆动式声多普勒效应实验仪.该仪器能够分别进行声源运动和观察者运动的声多普勒效应实验,且可定量分析频偏和测量速度.本文详细介绍了该仪器的原理、构造、特点和实验过程,并对实验结果进行了较为全面的分析.     

低温液面自动控制器

本文介绍了一种液氮自动输液装置,它和已生产的低温液面计配合,用于液氮的自动输液和液面控制.输液管上的电磁阀用作液体开关.该仪器既可控制液面高度,也能同时测量液面高度.若仅用于控制液面,可与其它液面计配合使用.     

基于声吸收谱峰值点的天然气燃烧特性检测理论

天然气的成分构成会随产地来源变化而不同, 使其具有不同的燃烧特性和经济价值.本文利用声吸收谱峰值点随气体成分变化而改变的声分子弛豫现象, 提出一种天然气燃烧特性检测理论.它基于两频点上声测量值可合成声吸收谱峰值点, 且依赖于频率的声吸收谱可由峰值点重建的物理原理; 可利用峰值点对应的特征量——弛豫频率和弛豫吸收最大值与气体成分的关系, 从两个维度同时定量检测天然气成分.该理论避免了传统上测量声吸收谱峰值点方法需要不断改变气体腔体压强的问题, 还具有无需测量气体密度的优点.     

折射率调制型光纤传感器在溶液浓度测量中的应用

本文详细报道了用折射率调制型光纤传感器测量溶液浓度的原理及实验装置。为了消除光源光强的不稳定性对测量精度提高的影响,我们提出用光学双稳态装置稳定光源的输出功率并将它用于实际测量中,实验结果表明:本方法用于测量溶液的浓度在灵敏度、精度和稳定度方面都有较大的提高,并且可用于在线监测。     

基于弦振动的混沌实验装置研制

弦振动混沌实验装置主要由非线性振动平台、电子装置与电路系统、虚拟仪器3部分组成.实验装置利用NI myDAQ数据采集卡,结合LabVIEW虚拟仪器实现实时动态测量实验数据,结果与Matlab仿真模拟基本一致,可直观观察和定量研究该系统周期运动与混沌运动的相互转换过程.     

穆斯堡尔谱仪的中温热扫描技术

为了配合金属材料特别是非晶磁性材料的研究,我们研制了一台能进行热扫描测量的穆斯堡尔谱仪中温装置.该装置的特点是:具有恒温及恒速升温和降温的功能.利用这一功能既能做不同温度的恒温M谱,又能进行热扫描测量.由于用穆斯堡尔热扫描技术能在不加外磁场的情况下,准确地测量样品的居里温度Tc,因此国外早已应用了这一方法. 本文参照国外文献[1,2]对用穆斯堡尔热扫描技术测量样品的Tc进行了尝试,大量实验结果表明用该方法测量样品的Tc是准确可靠的.我们已将该方法列入了常规的测试方法中. 一、实验装置和基本原理 与M谱仪配套的中温实验设备…     

电容率测量仪的改进

针对现有的电容率测量实验教学装置中存在的精度较低等问题,重新设计了电容率实验装置.将平行板电容的上极板设计为T型结构,用一限位螺母的转动来带动上极板上下移动,且不发生转动,用千分表实时测出上极板移动的距离.使用改进后的实验装置测量空气的电容率,测量结果与空气的标准电容率ε相比,误差在1%以内.实验结果表明改进后的电容率实验装置性能可靠,实验测量精度较高.     

声速测量装置的改进

采用低频数字信号源推动小型扬声器做声源,用静电式驻极体传感器做拾音器,对传统的声速测量装置进行了改进.改进后的装置不仅能测量不同频率的声速,而且又降低了成本.本文详细介绍了电路的组成及测量结果.     

污垢热阻动态模拟自动监测装置及其应用

根据传热学基本原理,建立了污垢热阻动态监测模型,并据以开发了可以实时自动测量动态污垢热阻或阻垢率的实验装置。并用该装置评价了几种电磁水处理器的除垢效果。测量结果表明该装置的实用性。本文介绍了该装置的基本原理,主要结构、功能及其对电磁式水处理器的监测结果及该装置的应用前景。     

超声压强计

美国国家标准局的Charles Tilford等人研制出一种超声干涉仪压强计,在10kpa(0.1atm)以下的低温范围,它确立了一个新的压强测量标准.这个装置可作为一级标准,用它来校准工业和科学中应用的高质量传感器;在精度、速度和计算机兼容性有高要求的地方,它可直接用于压强的测量.     

利用微小电阻测量法测量金属丝的杨氏模量

根据弹性模量与金属丝电阻微小变化量之间的关系式以及微小电阻测量原理,本文设计了可以测量并实时在线显示金属丝杨氏模量的实验装置.当金属丝被拉伸而引起电阻微小变化时,经过两级集成运算放大电路放大、模/数转换、单片机采集、计算后,在显示屏上就可以实时显示杨氏模量的大小.利用本装置测量了直径为0.201 mm的钢丝和直径为0.269 mm的康铜丝,其测量数据和数据处理结果表明,此杨氏模量仪测得的金属丝杨氏模量具有不大于0.3%的相对误差,精度高,且操作简单、测量时间短,为快速测量金属丝杨氏模量提供了一个可行的方法.     

合成近场校准基阵的方法研究

本文利用单根的束控线阵来构造一个虚拟近场校准基阵,使换能器能在它的近场直接测量辐射声场特性。通过利用改进的矩阵稳定技术,解决了求解束控线阵的束控系数时最小二乘解的稳定性和实用性问题。借助计算机仿真,研究了特定线阵条件下,合成近场测量基阵（Ｓ－ＮＦＣＡ）的近场空间的平面波均匀性与线阵间的间距、线阵的工作频率之间的关系。并以小球源为阵元合成一虚拟平面ＮＦＣＡ,用它对一平面喇叭换能器的近场测量得到远场指向性,并与远场实测结果比较,得到了相当吻合的结果。     

可变温声速测量仪的设计制作

本文介绍一种用简易低频数字信号发生器做信号源,用晶体管PN结做温度传感器,用电压值显示相关测量位置声波振幅大小,频率、温度均可调可控的可闻声声速测量装置。该装置可在多种不同频率下测量声速,测量时不需要示波器,运行成本低,抗干扰能力强、噪音小,测量结果准确。