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基于超声光栅测量液体浓度和声速 被引量:1
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作者 郭永利 童童 +3 位作者 王红理 常凯歌 朱鹏羽 王智辉 《物理实验》 2025年第7期9-12,18,共5页
基于超声光栅研制了测量液体浓度和声速的实验装置,该装置避开了测量超声光栅与光屏之间的距离,并使用CCD相机拍摄图像测量条纹间距.利用Python开发了集数据计算、数据拟合、数据输出为一体的配套软件,以实现实验结果的快速输出.本装置... 基于超声光栅研制了测量液体浓度和声速的实验装置,该装置避开了测量超声光栅与光屏之间的距离,并使用CCD相机拍摄图像测量条纹间距.利用Python开发了集数据计算、数据拟合、数据输出为一体的配套软件,以实现实验结果的快速输出.本装置制作简单,成本较低,容易操作,此外其原理简单易于理解,数据处理结果还可以进行数字化显示.利用该装置还可以研究温度对声速的影响规律. 展开更多
关键词 液体浓度 声速 超声光栅
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基于OBE教育理念超声声速测量实验的教学改革 被引量:1
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作者 马堃 焦铮 李耘云 《黄山学院学报》 2025年第2期105-108,共4页
OBE教育理念致力于追求卓越的教育目标,其执行标准不仅被工程教育专业认证所采纳,而且成为我国高等教育新一轮教育教学审核评估的关键参考。超声声速测定实验作为大学物理实验的一个综合性项目,融合了力学、声学、电学等多学科的理论知... OBE教育理念致力于追求卓越的教育目标,其执行标准不仅被工程教育专业认证所采纳,而且成为我国高等教育新一轮教育教学审核评估的关键参考。超声声速测定实验作为大学物理实验的一个综合性项目,融合了力学、声学、电学等多学科的理论知识,对于培养学生的创新、实践以及知识整合能力具有至关重要的作用。文章通过从教学目标、教学内容、教学方法和实验评估等多个维度出发,探讨在OBE教育理念指导下,如何对超声声速测定实验进行教学改革,将为教学质量的提高、学生全面发展的促进、创新型人才的培养以及学校核心竞争力的提升做出一定参考价值。 展开更多
关键词 OBE理念 声速测量 教学改革
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开放性声悬浮实验仪器设计
3
作者 刘宇恒 刘读哲 +2 位作者 张悦晨 杜荔鑫 张玲 《大学物理实验》 2025年第3期78-82,共5页
超声驻波声悬浮是利用声辐射力将物体固定于声压波节处的无接触支撑技术。在新型材料、医药、精细化工等学科研究具有广泛的应用。通过丝杆、滑轨、磁吸等结构搭建了一套既能以0.02 mm精度精确调节换能器间距、又可以轻松置换换能器阵... 超声驻波声悬浮是利用声辐射力将物体固定于声压波节处的无接触支撑技术。在新型材料、医药、精细化工等学科研究具有广泛的应用。通过丝杆、滑轨、磁吸等结构搭建了一套既能以0.02 mm精度精确调节换能器间距、又可以轻松置换换能器阵的开放式声悬浮实验仪器。设计并完成了误差在1.3%左右的超声波声速测量实验;还探究了水滴、乙醇、十二醇等物质的悬浮规律,绘制了悬浮小球和探头间距的函数关系图;特有的磁吸结构为悬浮声场和操控的研究提供了便利。通过该套装置,学生不仅可以完成传统的声速测量实验,还可以体验声悬浮的过程、探究悬浮规律、了解新科技,为传统物理实验教学内容的更新提供思路。 展开更多
关键词 声悬浮 丝杆滑轨 磁吸结构 声速测量
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声相关流体速度测量理论和信号处理方法 被引量:15
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作者 朱维庆 冯雷 +2 位作者 王长红 汪玉玲 邱薇 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期144-150,共7页
研究了测量流体速度的声相关测速理论和信号处理方法。获得了在声呐阵夫琅和费区域内适用的声呐阵时空相关函数,它是指数函数,这是相关测流速的理论模型。重点研究了时空声相关函数最大值附近的特性,它包含流速的主要信息。提出了局域... 研究了测量流体速度的声相关测速理论和信号处理方法。获得了在声呐阵夫琅和费区域内适用的声呐阵时空相关函数,它是指数函数,这是相关测流速的理论模型。重点研究了时空声相关函数最大值附近的特性,它包含流速的主要信息。提出了局域最小二乘估计作为速度估计准则,采用序列二次规划作为最优化的方法,由此建立了声相关流速测量的信号处理方法。进行多次海上系统试验,验证了理论模型;给出了声相关海流剖面仪测得的流速、流向和流速剖面,与声多普勒海流剖面仪进行了对比,结果符合;最后给出了声相关海流剖面仪的测速均方差,稍大于理论值。 展开更多
关键词 信号处理方法 流体速度 测量理论 声相关 相关流速测量 海流剖面仪 最小二乘估计 序列二次规划
原文传递
基于Buckingham模型和Biot-Stoll模型的南沙海域沉积物声速分布特征 被引量:11
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作者 王景强 郭常升 +3 位作者 刘保华 陈文景 侯正瑜 韩国忠 《地球学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期359-367,共9页
为了选择合理的南海南部海底沉积物的声速反演模型,分别利用Wood方程、Buckingham模型、Biot-Stoll模型等声波传播理论模型计算了沉积物的纵波声速,结合沉积物实测声速和物理参数等,对比了模型计算声速与实测声速的变化特征。声速实测... 为了选择合理的南海南部海底沉积物的声速反演模型,分别利用Wood方程、Buckingham模型、Biot-Stoll模型等声波传播理论模型计算了沉积物的纵波声速,结合沉积物实测声速和物理参数等,对比了模型计算声速与实测声速的变化特征。声速实测值与模型计算值的对比表明,Buckingham模型计算值与实测值的平均偏差最小。研究区实测声速比和模型计算声速比的分布表明,声速的变化特征与沉积环境具有相关性,声速模型计算值与实测值具有相似的变化特征;模型计算声速与实测声速的垂向变化规律不相同,模型计算声速随深度基本不变,而实测声速在陆架、陆坡和海槽等沉积环境中呈现出多种垂向分布特征。研究结果认为,侧重于沉积物孔隙性的Biot-Stoll理论仅适用于陆架区粗颗粒沉积物,兼具流体和弹性固体双重性质的Buckingham理论具有更广的适用范围。该研究对获取南海南部海域沉积物声速分布特征有重要意义,可为多波束测深或浅地层精细解释等提供基础资料。 展开更多
关键词 海底沉积物 Buckingham模型 Biot-Stoll模型 声速分布特征 声速比
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空气声被动定位的误差分析 被引量:45
6
作者 王昭 李宏 +2 位作者 赵俊渭 李京华 施坤林 《应用声学》 CSCD 北大核心 2000年第2期39-43,共5页
本文讨论了空气中声被动定位系统的误差来源,给出了相应的误差公式,并分析了各种误差对测向及测距精度的影响,为确定和提高被动声定位系统的精度提供了有价值的参考数据.
关键词 被动定位 误差 被动声定位 声测向 声测位
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基于虚拟仪器技术的声速直接测量 被引量:6
7
作者 刘朝辉 吴先球 +2 位作者 吕红英 部德才 陈俊芳 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第34期207-209,共3页
在普通PC上研制一套基于虚拟仪器技术的声速直接测量系统。以计算机声卡结合虚拟仪器软件LabVIEW开发针对声速测量的虚拟脉冲信号发生器和数字存储示波器。根据数字存储示波器显示的采样点数计算出声波通过两个声音传感器所用时间,进行... 在普通PC上研制一套基于虚拟仪器技术的声速直接测量系统。以计算机声卡结合虚拟仪器软件LabVIEW开发针对声速测量的虚拟脉冲信号发生器和数字存储示波器。根据数字存储示波器显示的采样点数计算出声波通过两个声音传感器所用时间,进行声速直接测量。在距离为1m左右时实验相对误差为0.3%。实验中只需发出短暂的脉冲声频,解决了音频范围内声速测量的声音扰人问题。系统具有灵活性高,成本低廉的特点,适合在物理实验中推广应用。 展开更多
关键词 虚拟仪器 声速测量 声卡 数字存储示波器 LabVIEW
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声速剖面的分层经验正交函数表示 被引量:17
8
作者 沈远海 马远良 屠庆平 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期90-93,共4页
利用不同深度声速剖面的变化特性 ,提出了经验正交函数的分层表示方法 ,利用实测的数据进行了验证。结果表明 ,经验正交函数的分层表示方法是可行的。
关键词 声速剖面 经验正交函数 水声学 分层表示方法
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时差法声速测量仪的研制 被引量:17
9
作者 童建平 隋成华 +1 位作者 魏高尧 徐来定 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第1期28-29,共2页
共振干涉法和相位比较法是大学物理实验中常用的测量声速的方法,但是时差法很少被涉及。所设计的仪器在原有仪器功能的基础上增加时差法测量声速的内容,因为利用了单片机技术,在仪器成本没有增加的情况下,给该实验增加了一种实际常用的... 共振干涉法和相位比较法是大学物理实验中常用的测量声速的方法,但是时差法很少被涉及。所设计的仪器在原有仪器功能的基础上增加时差法测量声速的内容,因为利用了单片机技术,在仪器成本没有增加的情况下,给该实验增加了一种实际常用的测量方法,并且数据测量结果与理论值符合得相当好。 展开更多
关键词 时差法 声速测量仪 单片机 超声波
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空气中声速测量的实验研究 被引量:13
10
作者 张涛 黄立波 +1 位作者 张永元 吴胜举 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2004年第4期518-521,共4页
空气中声速测量实验是经典的近代物理实验,在实际应用中也具有重要意义,是许多高等理工科院校必选的基础实验。虽然是比较普通的基础实验,但在实际教学或操作中暴露不少问题。对于这些问题有不少研究者做过专门研究,但一直没有统一意见... 空气中声速测量实验是经典的近代物理实验,在实际应用中也具有重要意义,是许多高等理工科院校必选的基础实验。虽然是比较普通的基础实验,但在实际教学或操作中暴露不少问题。对于这些问题有不少研究者做过专门研究,但一直没有统一意见。文中综合各家之言,对声速的测量方法以及声速测量实验的几个关键问题加以阐述,并提出改进建议。 展开更多
关键词 声速测量 相位比较 驻波 空气
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空气中声速测量实验研究 被引量:7
11
作者 张涛 吴胜举 张永元 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期44-46,共3页
通过实验,应用相位比较法和驻波法对空气中的声速测量进行了研究.结果表明,声波在空气中传播的主要能量损失为粘滞吸收;应用相位比较法,以直线为基准位置、取值间隔为半波长,对声速的测量结果最为精确;驻波法中形成的声场不是理想驻波场... 通过实验,应用相位比较法和驻波法对空气中的声速测量进行了研究.结果表明,声波在空气中传播的主要能量损失为粘滞吸收;应用相位比较法,以直线为基准位置、取值间隔为半波长,对声速的测量结果最为精确;驻波法中形成的声场不是理想驻波场,且波节处振幅不为零. 展开更多
关键词 空气 声速 测量 相位比较法 驻波法 粘滞吸收
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声波导管对圆柱型共鸣腔声场扰动的研究 被引量:7
12
作者 林鸿 冯晓娟 +1 位作者 张金涛 段远源 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1291-1294,共4页
声学共鸣法是目前测量流体热物性、热力学温度和玻尔兹曼常数最精确的方法之一,声波导管为共鸣腔提供声源和气体进入口,但是会破坏共鸣腔的理想表面从而导致腔体内气体介质共鸣频率的偏移(△f)和共鸣峰半宽的增加(g)。本文从一阶声学微... 声学共鸣法是目前测量流体热物性、热力学温度和玻尔兹曼常数最精确的方法之一,声波导管为共鸣腔提供声源和气体进入口,但是会破坏共鸣腔的理想表面从而导致腔体内气体介质共鸣频率的偏移(△f)和共鸣峰半宽的增加(g)。本文从一阶声学微扰出发建立了声波导管对共鸣腔声场的扰动模型,分析了导管位置、长度和半径大小对腔体中介质共振频率的影响。进一步测量了52~1763 mm之间六个不同长度的导管在T=332 K和p=50~500 kPa时,圆柱共鸣腔中轴向共鸣模式的共鸣频率和半宽的变化,测量结果与理论计算值吻合较好,证明了理论模型的正确性。 展开更多
关键词 声波导管 声学共鸣法 一阶微扰理论
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水中刚性柱在高斯声场中的声辐射力特性 被引量:4
13
作者 陈东梅 张小凤 +2 位作者 张光斌 周京华 王彩峰 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期27-32,共6页
以声波理论为基础,在圆柱的中心点将高斯声波用柱函数展开,计算入射高斯声波的展开系数,求解在高斯声场中柱形粒子所受声辐射力的表达式.通过数值仿真研究了频率、波束宽度、柱形粒子偏离高斯波束中心的距离等参数对声辐射力的影响.仿... 以声波理论为基础,在圆柱的中心点将高斯声波用柱函数展开,计算入射高斯声波的展开系数,求解在高斯声场中柱形粒子所受声辐射力的表达式.通过数值仿真研究了频率、波束宽度、柱形粒子偏离高斯波束中心的距离等参数对声辐射力的影响.仿真结果表明:在ka<1的情况下,当柱形粒子沿x轴的正方向偏离波束中心时,所受的声辐射力为负值,当柱形粒子沿x轴的负方向偏离波束中心时,所受的声辐射力为正值;ka>1时,粒子所受的声辐射力随着粒子位置偏离波束中心距离的增大逐渐减小,且辐射力的方向均沿x轴的正方向;随着波束宽度的增大,声辐射力的值增大,当波束宽度相对波长较大(W0=10λ)时,高斯波束声辐射力的大小接近于平面波声场的声辐射力. 展开更多
关键词 高斯波束 偏移距离 柱形粒子 波束宽度 声辐射力
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海洋天然气水合物模拟实验的超声检测 被引量:3
14
作者 顾轶东 林维正 +2 位作者 苏勇 张剑 业渝光 《应用声学》 CSCD 北大核心 2005年第1期33-37,共5页
本文主要描述自行开发的U-sonic超声检测仪对天然气水合物在合成和分解过程中声学参数(如声速、频率、幅度)的变化进行声学检测,找出声学参数与水合物形成和分解之间的变化规律,以达到判断和预测水合物形成和分解的目的。
关键词 超声检测 声学参数 声学检测 变化 预测 幅度 目的 天然气水合物 海洋 形成
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粒子群优化算法在轨道交通降噪结构微穿孔板设计中的应用 被引量:4
15
作者 徐春龙 王晋国 +1 位作者 王静云 常安定 《西北大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期33-37,共5页
为了研究轨道交通噪声的降噪结构,基于"微穿孔板吸声体精确理论",采用粒子群优化算法对微穿孔板结构参数的共振频率进行计算;以微穿孔板吸声体的共振频率为优化目标,孔径、穿孔率、空腔厚度为优化参数,用粒子群优化算法对微... 为了研究轨道交通噪声的降噪结构,基于"微穿孔板吸声体精确理论",采用粒子群优化算法对微穿孔板结构参数的共振频率进行计算;以微穿孔板吸声体的共振频率为优化目标,孔径、穿孔率、空腔厚度为优化参数,用粒子群优化算法对微穿孔板吸声体的结构进行优化设计;以城市轨道交通噪声为例,设计了较为合理的结构模型,并通过数值实验验证。研究结果表明:粒子群优化算法是微穿孔板吸声体结构设计的一种可行和有效方法。 展开更多
关键词 轨道交通噪声 微穿孔板 共振频率 结构参数 粒子群优化
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利用瑞利波检测层状混凝土结构的材料特性 被引量:4
16
作者 吴荣兴 于兰珍 +1 位作者 王海林 李建中 《中国测试》 CAS 北大核心 2016年第3期32-35,共4页
为获得层状混凝土结构的材料特性,利用瑞利波在半无限大混凝土和层状混凝土中的传播规律,分别建立两种模型中瑞利波传播的波速方程。基于获得的层状混凝土结构中瑞利波的波速方程,提出一种从实测波速来推定混凝土材料特性的反演方法。... 为获得层状混凝土结构的材料特性,利用瑞利波在半无限大混凝土和层状混凝土中的传播规律,分别建立两种模型中瑞利波传播的波速方程。基于获得的层状混凝土结构中瑞利波的波速方程,提出一种从实测波速来推定混凝土材料特性的反演方法。通过数值计算获得两种模型中波速和混凝土弹性模量的关系曲线,理论计算结果与实验结果基本一致。研究结果表明:由于混凝土层的相互作用,结构中存在多个瑞利波振动模态以及相应的波速,同时波速和上层混凝土弹性模量之间存在对应关系。建立的研究方法和计算结果可直接应用于实际混凝土的瑞利波检测。 展开更多
关键词 瑞利波 混凝土 弹性模量 检测 波速
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关于空气中声速测量实验的讨论 被引量:14
17
作者 孙向辉 周国辉 +2 位作者 刘金来 杨吉生 Jisheng 《大学物理》 北大核心 2001年第5期25-28,32,共5页
提出用固定行程系统测量空气中声速的新方法 。
关键词 声速 固定行程 变化过程 测量 干涉法
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超声波声速测量新方法 被引量:6
18
作者 魏国瑞 潘沛 +1 位作者 张建国 李隆 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 2004年第3期375-378,共4页
双踪示波法是测量声速的一种新方法 .它利用示波器的双踪功能 ,以发射信号的波形为参考对象 ,与接收信号波形直接进行比较 .当连续单向移动接收换能器时 ,可观察到发射信号的波形与接收信号波形发生多次重合现象 .连续两次重合图象所对... 双踪示波法是测量声速的一种新方法 .它利用示波器的双踪功能 ,以发射信号的波形为参考对象 ,与接收信号波形直接进行比较 .当连续单向移动接收换能器时 ,可观察到发射信号的波形与接收信号波形发生多次重合现象 .连续两次重合图象所对应的位置值之差就是我们所要测量的波长值 .双踪示波法不仅适用于测量声波在空气中的传播速度 ,同样也可以用于测量声波在液体中的传播速度 . 展开更多
关键词 超声波 声速 双踪示波法
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声速测定实验中次极大现象的次频因素定量探讨 被引量:8
19
作者 赵洁 邱菊 +2 位作者 崔丽彬 张荫民 薛红玲 《大学物理》 北大核心 2016年第1期35-38,共4页
大学物理实验中的声速测定实验,对理解波叠加和驻波的知识有重要作用.但共振干涉法中出现的"次极大"现象,极易造成实验操作的误判.本文针对这一现象进行了定量探讨.通过Matlab数值仿真和信号发生器信号的傅里叶频谱分析,并与... 大学物理实验中的声速测定实验,对理解波叠加和驻波的知识有重要作用.但共振干涉法中出现的"次极大"现象,极易造成实验操作的误判.本文针对这一现象进行了定量探讨.通过Matlab数值仿真和信号发生器信号的傅里叶频谱分析,并与实验数据对照,得出结论:"次极大"现象不是由"次频"共振引起. 展开更多
关键词 超声波 驻波 声速测定 次极大 定量
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声速测量实验中界面反射问题的探讨 被引量:17
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作者 张宝峰 刘裕光 张涛华 《物理实验》 北大核心 2001年第8期10-12,共3页
探讨在声速测量实验中 ,声波在发射器和接收器两个端面之间反射形成极大值的位置和条件 ,以及声波强度随距离变化的规律 .这有利于学生正确实验和理解声波特性 .
关键词 声速 声波反射 驻波 测量 实验
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