超声波声速测量方法的探讨

介绍一种测量空气中超声波声速的新方法--改变频率干涉法（也叫改变频率驻波法）.并对实验数据、测量精度进行了分析.     

超声干涉法测量液体声速

研究了声速测量 ,介绍超声干涉测量液体声速的原理和技术。     

边界层效应对定程干涉法声速测量的影响

定程干涉法是精度最高的气相声速测量方法,本文再现了定程干涉法共振频率的导出过程,在此基础上复现了边界层修正式的导出过程。最后以声速数据丰富的Ar为例,分析了边界层对这两种定程干涉法测量的影响规律。结果表明:边界层对定程干涉法声速测量有着显著的影响;边界层的影响随温度升高而增大、随压力升高而降低;适当增加共鸣腔体的几何尺寸有利于减小边界层效应的影响。     

超声波声速测量的拓展实验

在测量超声波在均匀媒质中传播速度的基础上,利用时差法进行数据测量,并利用Origin软件对数据进行线性拟合得出在复合介质中超声波的声速.     

应用时差法测量声速

共振干涉法和相位比较法是大学物理实验中常用的测量声速的方法,但工程应用很广泛的时差法测量声速却很少在大学物理实验内容中涉及。在文中实验用时差法测量声速的实验结果和理论值相符较好,并对实验结果进行讨论和分析。     

声速测定中“共振干涉”条件的一种解释

声速测定实验中,共振干涉法测波长的实验装置如下图所示。S_1、S_2是两只压电换能器,分别作为波的发射器和波的接收器。实验中S_1和S_2面保持平行,当S_1和S_2之间的距离 L=n λ/2 (n为正整数) (1)时,它们之间出现驻波共振现象,形成幅度     

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.     

超声波声速测量实验的拓展

对传统的声速测量实验内容进行了拓展,利用发射换能器和接收换能器构成的超声谐振腔形成的稳定驻波,演示了声辐射力与物体自身重力平衡时的声悬浮现象;在此基础上,利用泡沫小球的动态声悬浮过程对超声驻波的波长进行了测量,计算得到的声速结果与参考值的百分误差为2.1％.上述实验内容的拓展,让学生对超声波驻波场的产生、分布、力学效应...     

共振干涉法声速测定中声强减损的讨论

介绍子在共振干涉声速测定中,随接收探头和发射探头的距离增加,声强（能流密度）减小的规律和机制,指出了发射探头活塞式振动是导致能流密度减少的主要原因。     

声速测量及声波干涉演示仪器的研制

本介绍了声波干涉、反射的两种物理演示仪器的研制,一种是通过调节波导管中液面的高度形成驻波,实现对声速的测量;另一种是由一个信号发生器驱动两个扬声器,这两个相干的声源在自由空间中形成强弱变化的声波干涉。本分别介绍了这两种装置的原理、制作及使用效果。     

驻波法测量声速实验的讨论

根据声波在2个换能器之间多次反射和声波在空气中的衰减,研究了驻波法测量声速实验中接收器输出信号随接收器到发送器间距离的变化.理论推导结果表明:声波在一般情况下不是严格的驻波,但是当反射比接近-1时则是双曲函数形式的驻波,这与实验测量结果一致.只有接收器到发送器的距离比较远,反射比接近-1时,才能得到几乎理想的驻波.     

超声光栅测声速的方法运用到液体表面波波速的测量

理论上分析了超声光栅衍射和液体表面波光栅衍射,得到了表面波光栅衍射图样与表面波参数的解析关系.实验上得到清晰的衍射图样,利用表面波光栅衍射法测量了液体表面波波速,实验结果与理论值误差不超过1%.     

超声波在液体中相速与群速的测量

简要叙述了相速与群速的定义,并用实验测量了超声波在不同液体中的相速与群速.     

超声波波型转换与表面波的检测

分析了超声波纵波、横波、表面波3种波型的产生条件和声速关系,检测了超声波在固体表面的波型转换,并测量了声表面波的速度,讨论了声表面波在超声延迟线方面的应用.     

超声场分布的演示实验

介绍了利用超声在液体介质中传播,使质点产生强烈振动而引起交变压力的原理,用微型探头测量,以演示超声场在平面辐射、聚焦系统下焦平面和焦点以内的横截面上的声场分布,使学生更深入地了解超声不皮传播的物理规律。     

Simulation on laser-induced surface acoustic wave on isotropic cylinders by finite element method

Based on the thermoelastic theory, a finite element model is developed to simulate the process of laser inducing ultrasonic field in isotropic cylinders, which can take the temperature dependence of thermal parameters into account. Using the finite element model, we have simulated the ultrasonic fields induced by a pulse laser line source impacting on the generatrix of aluminum cylinders with different diameters. And the intact waveforms of surface acoustic wave (SAW including cylindrical Rayleigh and Whispering gallery (WG) modes) are presented, which are in very good agreement with the calculated and experimental waveforms in other literatures. Furthermore, the dispersion properties of cylindrical Rayleigh waves are analyzed by the method of phase spectral analysis, and the results show that with the increasing frequency, the phase velocity of cylindrical Rayleigh wave rapidly increases to the maximum value, and then gradually decreases to that of plane Rayleigh wave. With the diameter of cylinder decreasing, the maximum value of phase velocity and the corresponding frequency increase.     

半导体激光自混频干涉法测振动速度

应用半导体激光自混频干涉方法可研究物体的振动速度．本文阐述了测速的基本原理，给出了信号分析的理论依据和计算方法。     

离子与尘埃相互作用对离子声波和尘埃声波的影响

基于流体力学方程和与时间相关的线性微扰理论,分析了尘埃等离子体环境中离子与尘埃粒子的相互作用对离子声波和尘埃声波的影响,结果表明两者间的相互作用使得离子声波变得稳定而使尘埃声波变得不稳定。     

超声波流量计测量流体声速的实验方法

为获取液体介质的声速值,设计了一种测定流体声速的实验方法,该方法利用时差式超声波流量计和标准流量校验设备同时对封闭管道中的液体进行流速测量,分别得到流速的测量值和真实值,从而计算出超声波流量计的仪表系数,并以此导出了一定条件下液体介质的声速值随仪表系数的变化关系式.利用该方法测量给出了0.17 MPa下四氧化二氮(N₂O₄)在7.6-19.4 ℃、偏二甲肼((CH₃)₂NNH₂)在6.5-25.2 ℃范围内的流体声速值,并为其他液体介质的声速测量提供了借鉴. 关键词： 超声波流量计 声速 仪表系数 温度