[发明专利]基于声学法测量松散介质温度的实验装置及方法

权利要求书

1.一种基于声学法测量松散介质温度的实验装置，其特征在于：包括计算机、信号发生器、实验测试箱体和数据采集器；

所述计算机内置实验室虚拟平台和仿真分析软件，由实验室虚拟平台向信号发生器发出波形指令；

所述信号发生器根据收到的波形指令产生相应的波形信号并输出至实验测试箱体；

所述实验测试箱体内设有加热装置、温度检测装置和至少一个扬传模块，扬传模块包括扬声器和传声器；

所述实验测试箱体通过温度检测装置检测待测松散介质温度并发送至计算机；

所述实验测试箱体通过加热装置对待测松散介质加热，扬声器接收功率放大器发来的波形信号并发出声波信号，声波信号经过待测松散介质后被传声器接收并输出声波信号至数据采集器，数据采集器将收集到的波形信号输出至计算机；

所述仿真分析软件对收到的波形信号进行处理，并结合温度检测装置反馈的待测松散介质温度，构建待测松散介质的温度场。

2.根据权利要求1所述的基于声学法测量松散介质温度的实验装置，其特征在于：信号发生器与实验测试箱体之间设置有功率放大器，信号发生器产生相应的波形信号并通过功率放大器放大后输出至实验测试箱体中的扬声器中；

实验测试箱体与数据采集器之间设置有信号调理器；传声器将接收到的声波信号输出至信号调理器，信号调理器将调理后的声波信号输出至数据采集器。

3.根据权利要求1或2所述的基于声学法测量松散介质温度的实验装置，其特征在于：所述实验测试箱体由材质相同的底面、可拆卸顶盖和第一～第四侧面组成；

所述底面、可拆卸顶盖和第一～第四个侧面均由从内到外设置的穿孔板、软吸音层、硬吸音层、隔音层、保温层和硬制木板组成；

所述软吸声层的材料采用蜜胺棉，硬吸音层的材料采用高密度聚酯纤维，隔音层的材料采用氧化镁，保温层的材料采用硅酸铝陶瓷纤维；

所述第一侧面开设有第一走线孔，第三侧面开设有第二走线孔，第一走线孔和第二走线孔周围均用气溶胶密封；

所述第四侧面的下部开设有进气孔，可拆卸顶盖上远离第四侧面处开设有出气孔。

4.根据权利要求3所述的基于声学法测量松散介质温度的实验装置，其特征在于：所述加热装置为底面设置的加热板，通过加热板对待测松散介质加热，与加热板连接的有用于调节温度的温度控制仪。

5.根据权利要求3所述的基于声学法测量松散介质温度的实验装置，其特征在于：所述底面上设置有平行于第三侧面和第四侧面的第一～第三轨道、平行于第一侧面和第二侧面的第四～第六轨道，第一～第三轨道与第四～第六轨道垂直相交形成九个交点，温度检测装置包括一一对应设置在九个交点上的九个热电偶；

所述扬传模块的数量为十二个，第一～第三扬传模块一一对应设置在第一～第三轨道上靠近第一侧面处，第四～第六扬传模块一一对应设置在第一～第三轨道上靠近第二侧面处，第七～第九扬传模块一一对应设置在第四～第六轨道上靠近第三侧面处，第十～第十二扬传模块一一对应设置在第四～第六轨道上靠近第四侧面处；

所述第一～第十二扬传模块分别通过升降调节装置安装在对应的轨道上，所述升降调节装置与对应的轨道滑动连接。

6.一种基于声学法测量松散介质温度的方法，采用权利要求1-5任意一项所述的基于声学法测量松散介质温度的实验装置来实现，其特征在于：包括依次进行的以下步骤，

一、将待测松散介质放置在实验测试箱体内；

二、通过加热装置对待测松散介质加热，同时通过温度检测装置检测待测松散介质的温度并反馈至计算机；

三、通过计算机内置的实验室虚拟平台向信号发生器发出波形指令；

四、信号发生器根据收到的波形指令输出相应的波形信号至扬声器，扬声器产生对应的声波信号；

五、所述声波信号经过待测松散介质，然后被传声器接收；

六、传声器将接收到的声波信号通过数据采集器输出至计算机；

七、计算机内置的仿真分析软件根据收到的声波信号及温度检测装置反馈的温度，构建待测松散介质内部温度场。