[发明专利]基于亚波长尺度的声波导管管内介质声速测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于亚波长尺度的声波导管管内介质声速测量装置，其特征在于，包括：

第一水箱，用于承载液体；

波导管，具有依次设置的输入端和第一输出端、第二输出端；所述输入端上设置有固液耦合器；所述固液耦合器位于所述第一水箱内；

超声换能器，位于所述第一水箱内，与所述固液耦合器相对设置；

信号发生器，与所述超声换能器连接；

第二水箱，用于承载液体，所述波导管的第一输出端位于所述第二水箱内；

第一水听器，位于所述第二水箱内的所述第一输出端内；

第三水箱，用于承载液体，所述波导管的第二输出端位于所述第三水箱内；

第二水听器，位于所述第三水箱内的所述第二输出端内；

所述第一水听器和所述第二水听器距离所述波导管的主体的距离相同。

2.根据权利要求1所述的基于亚波长尺度的声波导管管内介质声速测量装置，其特征在于，还包括功率放大器，所述超声换能器和所述信号发生器通过所述功率放大器连接。

3.根据权利要求1所述的基于亚波长尺度的声波导管管内介质声速测量装置，其特征在于，还包括示波器，所述示波器分别与所述信号发生器、所述第一水听器以及所述第二水听器连接。

4.根据权利要求1所述的基于亚波长尺度的声波导管管内介质声速测量装置，其特征在于，所述固液耦合器为喇叭形结构，其广口喇叭端朝向所述超声换能器。

5.根据权利要求1所述的基于亚波长尺度的声波导管管内介质声速测量装置，其特征在于，所述第一水箱、第二水箱和第三水箱连通。

6.根据权利要求1所述的基于亚波长尺度的声波导管管内介质声速测量装置，其特征在于，还包括恒温器，所述恒温器被配置为控制所述第一水箱、第二水箱和第三水箱内的液体温度。

7.根据权利要求1所述的基于亚波长尺度的声波导管管内介质声速测量装置，其特征在于，所述第一水听器不与所述第一输出端的内壁接触且所述第二水听器不与所述第二输出端的内壁接触。

8.根据权利要求1所述的基于亚波长尺度的声波导管管内介质声速测量装置，其特征在于，所述第一水箱、第二水箱和第三水箱内的液面高度相同。

9.一种根据权利要求1-8任一所述的测量装置的基于亚波长尺度的声波导管管内介质声速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过所述信号发生器发射脉冲信号至所述超声换能器；

所述超声换能器将所述脉冲信号转换为超声信号，通过所述固液耦合器传递至所述波导管内；

第一水听器在所述第一输出端内测量，第二水听器在所述第二输出端内测量，

声波信号进行对比得到时间差▽t，并测量第一输出端与第二输出端之间的距离▽L，即得到声速v＝▽L/▽t。