[发明专利]一种声速测量装置

说明书

本发明公开了一种声速测量装置，包括测量容器、驱动器、控制器、电源、示波器和信号发生器，测量容器的一端设置有第一端盖，测量容器的另一端设置有可拆卸连接的第二端盖，第二端盖上设置有第一接头和第二接头，测量容器的内部设置有移动结构，移动机构上设置有第一换能器和第二换能器，移动机构与驱动器电连接，移动机构用于改变第一换能器和第二换能器之间的距离，驱动器与控制器电连接，驱动器、控制器、示波器和信号发生器均与电源电连接，信号发生器与第一换能器电连接，示波器与第二换能器电连接。本发明通过将第一接头和第二接头连接至不同的仪器以改变测量容器内部的环境，实现在不同环境下测量声速。

技术领域

本发明涉及声速测量技术领域，特别是涉及一种声速测量装置。

背景技术

随着声学的迅速发展，检测声学在实际应用中也越来越广泛，在无损检测、探伤、流体测速、定位、测距等声学检测领域中声速的测量尤为重要。目前声速测量主要采用的原理有共振干涉(驻波)法、相位比较法和时差法。而空气中声速的测量以其实际应用和易于实现的特点，被许多高校选作基础物理实验。

目前高校物理实验所采用的声速测量仪，大多为在钢架上搭建可移动换能器，发射超声波在两个铝制换能器之间形成稳定的驻波。再移动一侧换能器，观察示波器找到驻波波腹的位置，用刻度尺记录相邻波腹的间距，测出波长。通过c＝λν(c代表声速，λ代表波长，ν代表频率)计算得到声音传播速度。教学实验中，该装置一般直接暴露在空气中，仅支持空气中或常态中测量声速。

众所周知，声速受到诸多因素的影响，如：介质相态及种类、温度条件和压力条件等。目前广泛在教学中使用的声速测量仪无法使学生更深一步了解声速，也无法使研究人员更深一步探究声速与温压等条件的定量关系。

发明内容

本发明的目的是提供一种声速测量装置，以解决上述现有技术存在的问题，实现不同条件下的声速测量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种声速测量装置，包括测量容器、驱动器、控制器、电源、示波器和信号发生器，所述驱动器、所述控制器、所述电源、所述示波器和所述信号发生器均位于所述测量容器外部，所述测量容器的一端设置有第一端盖，所述测量容器的另一端设置有可拆卸连接的第二端盖，所述第二端盖上设置有第一接头和第二接头，所述测量容器的内部设置有移动结构，所述移动机构上设置有第一换能器和第二换能器，所述移动机构与所述驱动器电连接，所述移动机构用于改变所述第一换能器和所述第二换能器之间的距离，所述驱动器与所述控制器电连接，所述驱动器、所述控制器、所述示波器和所述信号发生器均与所述电源电连接，所述信号发生器与所述第一换能器电连接，所述示波器与所述第二换能器电连接。

优选的，所述测量容器为采用有机玻璃制作的圆柱体结构，所述测量容器中设置有支撑架，所述移动机构上设置在所述支撑架上。

优选的，所述移动结构包括步进电机，所述步进电机输出端连接有丝杠，所述丝杠上螺纹连接有滑块，所述滑块设置在导轨上，所述第一换能器设置在所述步进电机上，所述第二换能器设置在所述滑块上。

优选的，所述第二端盖上还设置有航空接头、真空计接头、第一线缆接头和第二线缆接头，所述航空接头的一端通过导线连接所述步进电机，所述航空接头的另一端通过导线连接所述驱动器；所述真空计接头内置密封圈，所述真空计接头连接有真空计；所述第一线缆接头的一端通过导线与所述信号发生器连接，所述第一线缆接头的另一端通过导线与所述第一换能器连接；所述第二线缆接头的一端通过导线与所述示波器连接，所述第二线缆接头的另一端通过导线与所述第二换能器连接。

优选的，所述第一接头和所述第二接头均为宝塔形接头，所述第一接头位于所述第二接头上方或下方。

优选的，所述第一端盖和所述第二端盖的直径为20-30cm，所述测量容器的长度为60-75cm，所述测量容器的壁厚为0.5-1.5cm。