Question

超声波波速测量的思考题

Answer 1

当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，并且其传播时间的变化正比于液体的流速，其关系符合下列表达式。θ为声束与液体流动方向的夹角。M 为声束在液体的直线传播次数。D 为管道内径。Tup 为声束在正方向上的传播时间。Tdown为声束在逆方向上的传播时间。ΔT=Tup –Tdown。设静止流体中的声速为c，流体流动的速度为u，传播距离为L，当声波与流体流动方向一致时（即顺流方向），其传播速度为c+u；反之，传播速度为c-u.在相距为L的两处分别放置两组超声波发生器和接收器（T1,R1）和（T2,R2）。当T1顺方向，T2逆方向发射超声…

Answer 2

（1）声速测量中的共振干涉法和位相比较法有何异同？
（2）本实验为什么要在谐振频率条件下进行声速测量？如何调节和判断测量系统是否
处于谐振状态？
（3）两列波在空间相遇时产生驻波的条件是什么？如果发射面S1和接收面S2不平行，
结果会怎样？
（4）相位比较法中作一个周期变化和共振干涉法中作一个周期变化，S2移动距离是否相同？
（5）相位比较法为什么选直线图形作为测量基准？从斜率为正的直线变到斜率为负的直线过程中相位改变了多少？
（6）在相位比较法中，调节哪些旋钮可改变直线的斜率？调节哪些旋钮可改变李莎如图形的形状？
（7）用逐差法处理数据的优点是什么？还有没有别的合适的方法可处理数据并且计算 确定值？
七 附录
1．数显表头的使用方法及维护
声速测量组合仪储液槽上方的测量显示两换能器移动距离的数显表头使用方法：
（1）inch/mm按钮为英/公制转换钮，测量声速时用“mm”。
（2）“OFF”“ON”按钮为数显表头电源开关。
（3）“ZERO”按钮为表头数字回零用。
（4）数显表头在标尺范围内，接收换能器处于任意位置都可设置“0”位。摇动丝杆，接收换能器移动的距离为数显表头显示的数字。
（5）数显表头右下方有“▼”处，打开它为更换表头内纽扣式电池处。
（6）使用时，严禁将液体淋到数显表头上，如不慎将液体淋入，可用电吹风吹干。（电吹风用低档，并保持一定距离使温度不超过70℃）。
（7）数显表头与数显杆尺的配合极其精确，应避免剧烈的冲击和重压。
（8）仪器使用完毕后，应关闭数显表头的电源，以免不必要地消耗电池。
2．不同介质声速传播测量参数（供参考）
（1）标准大气压下传播介质空气
= v0 算出理论值vS，（式中v0=331.45m/s为T0=273.15K时的声速，T=t+273.15K ）
（2）液体
①淡水: 1 480 m/s;②甘油 :1 920 m/s;③变压器油:1 425 m/s;④蓖麻油:1 540 m/s;
（3）固体
①有机玻璃 :1 800～2 250m/s;②尼龙:1 800～2 200m/s;③聚胺脂:1 600～1 850 m/s;④黄铜: 3 100～3 650m/s;⑤金:2 030m/s;⑥银:2 670 m/s
注：固体材料由于其材质、密度、测试的方法各有差异，故其声速测量参数仅供参考。