專利名稱：一種超聲波聲速測定裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超聲波聲速測定裝置，尤其是物理實驗教學中測量聲速用的實驗儀器。
眾所周知，超聲波是一種頻率在2×104～2×109Hz的機械波，具有波長短，能定向傳播等優點，因此，在超聲波波段進行聲速測量是比較方便的，超聲波測定儀是大學物理實驗教學中必備的儀器，目前使用的超聲波測定裝置主要存在以下不足(1)超聲波換能器的制造不利于安裝調試；(2)超聲波發射器和接收器之間的平行移動裝置不能達到平穩、平行、移動速度任意、讀數方便、操作簡單的要求；(3)儀器存在安全隱患；(4)儀器整體結構不甚合理，調節部分過多，導致測量誤差過大，且儀器損壞率高。
本實用新型的目的就是提供一種結構簡單，緊湊，小巧，美觀，操作簡單，方便，調節速度可快可慢，測量誤差小，重復性好，制造成本低的一種超聲波聲速測定裝置。
本實用新型的技術方案是通過以下途徑實現的，它含底座，底座的兩側固定有支架，支架之間通過支撐條固定，支撐條上裝有米尺，其中一側的支架上裝有超聲波發射器，支撐條上設有滑動座，滑動座上設有游標和超聲波接收器，支架上分別設有滑輪，滑動座內設有彈性體，彈性體的一端與滑動座相連，一端與繩體相連，繩體的一端連接滑動座，另一端則通過滑輪與滑動座內的彈性體相連。
本實用新型具有結構簡單，緊湊，小巧，美觀，操作簡單，方便，調節速度可快可慢，測量誤差小，重復性好，制造成本低。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為滑動座與滑輪相連接的結構示意圖。
圖3為超聲波發射器和接收器的結構示意圖。
其中1、超聲波發射器，2、超聲波接收器，3、4、接線柱，5、米尺，6、支撐條，7、滑動座，8、游標，9、10、滑輪，11、繩體，12、調節旋扭，13、支架，14、底座，15、彈性體，16、線腳，17、壓電陶瓷片，18、空腔震動體
以下結合附圖詳細描述本實用新型的技術方案和工作原理。
本實用新型含底座14，底座14的兩側固定有支架13，支架13之間通過支撐條6固定，支撐條6上裝有米尺5，其中一側的支架13上裝有超聲波發射器1，支撐條6上設有滑動座7，滑動座7上設有游標8和超聲波接收器2，所述的支架13上分別設有滑輪9、10，滑動座7內設有彈性體15，彈性體15的一端與滑動座7相連，一端與繩體11相連，繩體11的一端連接滑動座7，另一端則通過滑輪9、10與滑動座7內的彈性體15相連。
支架13上設有與滑輪10相連的調節旋扭12，轉動調節旋扭12，可帶動滑動座7在支撐條6上平行移動，超聲波發射器1和超聲波接收器2上分別設有接線柱3、4，超聲波接收器2通過接線柱4與檢測儀器連接，用以測量信號的強弱。
超聲波發射器1和接收器2由線腳16，壓電陶瓷片17和空腔震動體18等組成，壓電陶瓷片17與空腔震動體18之間用玻璃膠粘接。
滑輪9、10還可為齒輪，繩體(11)則設有與齒輪吻合的齒。
由信號源提供的交變電壓接入接線柱3，使超聲波發射器1中的壓電陶瓷片17產生機械震動，而在空氣中激發出聲波，由于發射器發出的是近似于平面波的聲波，當超聲波接收器2的端面垂直于聲波的傳播方向時，其端面上各點都具有相同的相位。沿傳播方向(即滑動座平行移動的方向)移動接收器2時，總可以找到一個位置使得接收到的信號與發射器1的激勵電信號同相，繼續移動接收器2，直至接收的信號再一次和發射器1的激勵電信號同相時，移動的距離必然等于聲波的波長，可通過米尺5和游標8讀出。沿傳播方向上的任何兩點，如果其振動狀態相同(同相)或者其相位差為2π的整數倍，這時兩點間的距離應等于波長λ的整數倍，即1=nλ上面的方法為相位法。同樣也可以用共振法進行測量，由發射器1發出的聲波近似平面波，經接收器2反射后，聲波將在兩端面間來回反射并疊加，疊加的波可近似地看作具有駐波加行波的特征，由縱波的特性可以證明，當接收器2端面按振動位移來說處于波節時，則按聲壓來說是處于波腹，當發生共振時，接收器2端面近似為一波節，接收到的聲壓最大，經接收器轉換成電信號也最強。當接收器2端面移動到某一共振位置時，如果出現了最強的電信號，繼續移動接收器2，直到再次出現最強的電信號，則兩次共振位置之間距離為λ/2。
權利要求1．一種超聲波聲速測定裝置，含底座(14)，底座(14)的兩側固定有支架(13)，支架(13)之間通過支撐條(6)固定，支撐條(6)上裝有米尺(5)，其中一側的支架(13)上裝有超聲波發射器(1)，支撐條(6)上設有滑動座(7)，滑動座(7)上設有游標(8)和超聲波接收器(2)，其特征在于所述的支架(13)上分別設有滑輪(9)、(10)，滑動座(7)內設有彈性體(15)，彈性體(15)的一端與滑動座(7)相連，繩體(11)的一端連接滑動座(7)，另一端則通過滑輪(9)、(10)與滑動座(7)內的彈性體(15)相連。
2．根據權利要求1所述的一種超聲波聲速測定裝置，其特征在于所述的支架(13)上設有與滑輪(10)相連的調節旋扭(12)。
3．根據權利要求1所述的一種超聲波聲速測定裝置，其特征在于所述的超聲波發射器1和接收器2由引線腳16，壓電陶瓷片17和空腔振動體18等組成，壓電陶瓷片17與空腔震動體18之間用玻璃膠粘接。
4．根據權利要求1、2所述的一種超聲波聲速測定裝置，其特征在于所述的滑輪(9)、(10)還可為齒輪。
專利摘要本實用新型涉及一種超聲波聲速測定裝置。含底座,底座的兩側固定有支架,支架之間通過支撐條固定,支撐條上裝有米尺,其中一側的支架上裝有超聲波發射器,支撐條上設有滑動座,滑動座上設有游標和超聲波接收器,支架上分別設有滑輪,滑動座內設有彈性體,繩體的一端連接滑動座,另一端則通過滑輪與滑動座內的彈性體相連。具有結構簡單,緊湊,小巧,美觀,操作簡單,方便,調節速度可快可慢,測量誤差小,重復性好,制造成本低。
文檔編號G01P5/24GK2463796SQ01213228
公開日2001年12月5日 申請日期2001年1月4日 優先權日2001年1月4日
發明者文景, 杜方炳, 嚴欽云, 夏湘芳, 劉朝暉 申請人:株洲工學院