DAC加载下材料高压声速的激光超声测量技术

 设计并建立了可测量金刚石压砧（DAC）加载下材料高压声速的激光超声系统。该系统采用脉宽为6.3 ns的调Q激光器作为超声波激发光源,使用光纤位移干涉仪和速度干涉仪混合系统进行超声位移探测,不需要借助其它任何参数即可直接测量样品的高压声速和原位厚度。利用该系统,测量了2.6 GPa压力下铜样品的高压纵波声速和原位厚度,并给出了测量结果。     

高温声速测量的激光遥测系统

不少年来人们一直在致力于探索高温下固体中超声声速的测量方法。其主要困难是测量所用的压电换能器能承受的温度有限制。为此而采取的措施有:加进足够长的耦合棒;选用能隔热的耦合剂;采用短时接触的传声方法;以及采用非接触方式的电磁声换能方法等。但所有这些仍未能使问题得到满意的解决。为此本文提出了一种全面激光遥测的方法,即用一套激光系统来激发超声脉冲,同时又用另一套激光系统来测量该声脉冲在样品中的传播时间,从而得出被测样品的超声声速。被测样品被密封在高温真空炉中,激光束则通过炉壁上的透光窗孔射入和射出。使测量装置与被测样品完全分离开,成为一套不受工作温度限制的遥测系统。     

用超声光栅测量氦氖激光的波长

介绍了一种新的测量激光波长的方法,并与传统的迈克耳孙干涉仪测量的结果进行了比较.我们对汞光和氦氖激光在乙醇(97%)形成的超声光栅中的衍射光谱进行了测量研究,首先利用汞光数据计算得到了超声波在乙醇中的传播速度,并分析了温度对结果的影响,然后利用超声波波速计算了氦氖激光的波长,得到的结果与标准值相比的相对误差为0.55%.此方法操作简便,且有与迈克耳孙干涉仪可比的精度.     

超声多普勒效应测量声速实验设计

利用多普勒效应来测量声速是大学物理中的一个重要的实验。本文介绍了设计性实验"超声多普勒效应测量声速",利用多普勒效应综合实验仪,设计出一套超声多普勒效应测量声速的实验装置,并利用该实验装置测量声速。     

超声光栅测量声速的研究及仪器化实现

本介绍的超声致光衍射形成原理及利用该原理测量液体中的声波速度．并重点讲述了WSG-I超声光栅声速仪的研制方法及性能。     

超声光栅测声速实验方法的探索

对实验室现有的超声光栅测声速实验装置加装反射镜及利用激光光源进行改进,通过对样品纯净水的测试比较,改进后的实验装置对实验测量结果精度有明显提高。测试样品的范围扩大,实现了物理实验技术和方法与石油专业相结合,有利于提高实验教学效果。     

干涉法测量气体低压下声速的实验研究

介绍了干涉法测量气体声速的试验原理和变程干涉声速测量的实验系统,使用本套测量系统测得的气体声速的精度可达5×10-4。根据热力学原理,分析了气体声速与理想气体比定压热容之间的物理关系。在本套实验系统上测得了一批高精度的新环保制冷剂的气相声速数据,并可进一步确定其理想气体比定压热容.     

超声调制光法测量弱散射液体的声速

本文介绍一种利用超声调制光波现象测量超声波在弱散射液中传输速度的方法。     

利用超声光栅研究声速与液体性质

设计并搭建了超声光栅,观察了激光经过光栅形成的衍射斑纹,测量了声速;并利用超声光栅测定了不同温度、不同浓度的NaCl溶液中的声速,给出了声速-水温和声速-溶液浓度的依赖关系.水的温度每升高1℃,3.974 MHz的超声波的声速增加2.09 m/s,16.574 MHz的超声波的波速增加2.04m/s;声速随着NaCl溶液浓度的增大线性增加,NaCl溶液浓度每升高1%,3.974 MHz的超声波声速增加13.637 m/s,16.574 MHz的声波声速增加11.757 m/s.在此基础上,分析了不同频率的超声波对实验规律的影响,认为不同频率的超声波在相同条件下测量的溶液中声速大小的不同源于测量的随机误差.     

利用铜激光与光纤技术测量光速

利用脉冲式铜激光技术与光纤技术测量了光速，该实验结合光电技术，提高了测量精度．     

激光干涉测速技术在内弹道弹丸速度测量中的应用研究

 利用任意反射面激光干涉测速（VISAR）系统以及全光纤位移干涉仪（FDI）,测量了线膛炮弹丸速度,获得了线膛炮弹丸在0~491 μs内从零加速到140 m/s的速度历史,弹丸运动了20.7 mm,出炮口时的弹丸速度为817 m/s。实验结果表明,影响激光干涉测速技术在内弹道测量中应用的主要因素是炮口烟。研究结果对于深入探索激光干涉测速技术在内弹道测量中的应用有重要的参考意义。     

利用VISAR测量LY12铝在冲击压缩下的声速

 介绍了利用VISAR技术测量受冲击压缩LY12铝的高压声速的方法。平板对称碰撞实验在冲击波物理与爆轰物理实验室的二级轻气炮上进行,峰值应力约为20、32、55和71 GPa。每发实验中,VISAR同时使用三种条纹常数测量LY12铝和单晶LiF窗口的界面粒子速度剖面。从三种条纹常数计算的界面粒子速度剖面相互符合,完全一致。实验信号具有很高的信噪比,表明样品与窗口之间的界面连结和处理技术非常成功。这种测量技术不仅能够得到初始加载应力下的纵波声速,而且能够得到声速沿着卸载路径的变化。将声速的塑性段外推到初始冲击加载压力即得到该压力下的体积声速。LY12铝的声速测量结果与假定ργ为常数条件下用Mie-Grüneisen状态方程计算的结果符合得很好。     

半导体激光器的自混合散斑干涉测量流体速度

提出了一种简便的激光自混合散斑干涉测量流体速度的方法。根据散斑和法布里-珀罗腔的理论,提出了半导体激光器的自混合散斑干涉模型。研究了流体运动时在半导体激光器内产生的自混合散斑干涉效应(SMPI),给出了激光器输出增益的变化及其概率密度分布。得到了激光自混合散斑干涉平均频率与流体速度之间的关系。模拟计算和实验结果验证了这个关系。利用散斑干涉的平均频率与流体速度的关系测量了高分子材料溶液的速度,并在溶液浓度和背景光变化时,对流体速度进行了测量、比较和分析。实验表明。在溶液浓度不太低时,测量误差小于8％。     

声速测量及不确定度分析

介绍了分别用共振干涉(驻波)法、相位比较法和时差法测量声速的原理、实验装置及实验结果,同时对实验结果进行了比较,通过不确定度及其来源分析,得出几种方法的相对误差和不确定度关系。     

基于飞秒激光的一维速度场测量方法

飞秒激光诱导氰基化学发光利用飞秒光丝标记流场中的气体分子,通过观测被标记分子在固定时间内的位移可获得流场的速度信息.一维的光丝在实验结果中包含了一维的速度场信息,但由于无法将光丝移动前后的位置信息精确关联,因此只能给出中心一点的速度.针对此问题,我们提出了一种一维速度场反演算法,可根据移动后光丝的位置及其线型反演出整条...     

基于声音传感器的多普勒测速实验探究

以可闻声波为实验声源,利用自己搭建的实验装置,采用光电门和多普勒两种方式测量小车的运动速度,该装置在有较强噪声干扰的情况下,仍可获得较高测量精度。     

基于声卡和Audacity软件的固体声速测量

基于时间差法原理设计了利用电脑声卡和Audacity软件测量固体声速的实验.利用电脑声卡收集左右声道的声音并实时呈现在Audacity软件界面,可准确测得左右声道收集到声音的时间差,计算得到声音在固体材料中的传播速度.实验现象直观,可用于中学课外拓展实验.     

A Displacement and Velocity Measurement Technique Using Millimeter-Wave Sensor

In this paper, a millimeter-wave sensor is presented for measurement of displacement and velocity. By using monolithic microwave integrated circuits and digital quadrature sampling signal-processing scheme, the sensor operating at 60 GHz is implemented. Polynomial curve-fitting technique is used for the error correction. Digital quadrature mixer is also configured as a phase-detecting processor, which enables low Doppler frequency to be measured with high resolution. Measured displacement results indicate resolution and maximum error of 10 μm and 30 μm, respectively, and measured speed is as low as 30 mm/s, corresponding to 6.6 Hz in Doppler frequency, with an estimated velocity resolution of 3.3 mm/s. To the best of our knowledge, the attained resolution and maximum error are the best reported results.