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基于超声光栅测量液体浓度和声速
1
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
2
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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一种声速识别空气成分波动的自监督学习方法 被引量：4
4
作者 滕旭东 滕博欣 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第6期1360-1365,共6页
实际空气成分比较复杂,其声速的大小与标准空气的计算值有较大差异。文中根据维里展开式推导的声速方程,分析实际空气成分的浓度微量波动与声速变化定量关系。基于理论计算值,对比声速实测值,提出一种基于声速差值的自监督学习方法分析... 实际空气成分比较复杂,其声速的大小与标准空气的计算值有较大差异。文中根据维里展开式推导的声速方程,分析实际空气成分的浓度微量波动与声速变化定量关系。基于理论计算值,对比声速实测值,提出一种基于声速差值的自监督学习方法分析空气成分波动。该方法首先计算各个时刻声速差值的分布距离,接着确定分布最聚集区域,进行统计声速差发生比例,最后利用概率分布变化来发现空气成分,尤其微量成分的波动。实测结果表明:声速差发生概率曲线较好地反映空气成分浓度变化的起始、扩散和累积等阶段,通过发生概率P值分布能够对空气成分波动状态进行识别和实时监控。 展开更多
关键词 声速 维里展开式 成分波动 概率分布
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基于三维动画的声速测量微课设计与研究 被引量：1
5
作者 王丽君 张瑛 +1 位作者 林二妹 郑亚玉 《物理通报》 CAS 2024年第11期94-96,共3页
空气中声速的测量实验具有原理不易理解,调节不易操作的特点.为了让学生深刻理解空气中声速的测量原理和具体的操作方法,我们在声速测量的微课中采用了三维动画分解的方法,设计了声速测量的配音动画视频,演示了驻波的形成过程及共振干... 空气中声速的测量实验具有原理不易理解,调节不易操作的特点.为了让学生深刻理解空气中声速的测量原理和具体的操作方法,我们在声速测量的微课中采用了三维动画分解的方法,设计了声速测量的配音动画视频,演示了驻波的形成过程及共振干涉法测量空气中声速的全过程.演示动画具有简单明了、动态直观、表现力丰富的特点,解决了波动现象不易演示、变化细节和内在的调节规律不能直接观察的困难. 展开更多
关键词 声速测定仪 示波器 信号发生器
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声波法测试玻璃纤维杨氏模量 被引量：1
6
作者 刘津 季嘉铭 +1 位作者 朱冰洁 罗理达 《玻璃搪瓷与眼镜》 CAS 2024年第8期7-13,共7页
声波法是一种无损检测玻璃材料模量的方法,但对被测样品的形状、尺寸等有所限制。在测试玻璃纤维模量时,声波法会因发射信号的传递效率、接收灵敏度以及样品的差异性等因素影响测试结果。通过调整声波振动的频率和纱线的纤维数量,研究... 声波法是一种无损检测玻璃材料模量的方法,但对被测样品的形状、尺寸等有所限制。在测试玻璃纤维模量时,声波法会因发射信号的传递效率、接收灵敏度以及样品的差异性等因素影响测试结果。通过调整声波振动的频率和纱线的纤维数量,研究声波法测试玻璃纤维模量的可行性。结果表明,波频增高后(5 kHz),经过玻璃纤维的信号强度减弱;200 Hz的振动波具有良好的精度(变异系数≤3.73%),以及拟合优度(R^(2)=0.9999)。此外,通过与拉伸法对比,发现测试结果均保持一致性:随着纱线纤维数量的增加,弹性模量下降,且单丝的弹性模量高于复丝的弹性模量。该研究可为纤维材料模量的无损检测提供参考。 展开更多
关键词 弹性模量 玻璃纤维 声波 无损检测
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相位比较法测量空气中声速实验的改进研究 被引量：1
7
作者 彭刚 许林 +1 位作者 彭朝阳 胡发品 《物理通报》 CAS 2024年第6期109-113,共5页
利用现代信息技术对相位比较法测量空气中的声速实验进行改进,以Arduino和Labview为基础搭建的声速测量装置,实验成本低、测量精度高,同时还具有一定的可移植性,对于弥补传统实验的不足具有重要价值.
关键词 相位比较法 声速测量 ARDUINO LABVIEW
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基础实验试题B:自组光路测量光栅常量与液体中的声速
8
作者 冯饶慧 黄臻成 +6 位作者 沈韩 崔新图 庞晓宁 廖徳驹 方奕忠 杨秀虹 梁志勇 《物理实验》 2024年第5期29-34,共6页
介绍了第9届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题B的出题思路、实验解析和答题情况.基础实验试题B主要包含3个小题:测量未知透镜的焦距,自组光路测量未知光栅的光栅常量和自组光路测量液体中的声速.试题对大学物理实验相关的内容进行重... 介绍了第9届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题B的出题思路、实验解析和答题情况.基础实验试题B主要包含3个小题:测量未知透镜的焦距,自组光路测量未知光栅的光栅常量和自组光路测量液体中的声速.试题对大学物理实验相关的内容进行重新设计,逐步递进引导考生完成光学元件基本参量的测量、光路搭建和光学应用3个光学实验经常涉及的核心要素,能够考查考生对光学基础知识的掌握程度、光路设计能力和动手搭建光路的能力.试题的答题情况在一定程度上反映了当前国内光学实验课程的教学效果和存在的短板,为实验教学的进一步提升提供参考. 展开更多
关键词 自准直法 夫琅禾费衍射 超声光栅 光栅常量 声速
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基于四水听器的充水弹性管声速测量方法
9
作者 寻天雨 邹新宇 郁高坤 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第1期32-39,共8页
实验室中水声材料声学参数的测量主要在水声声管中进行。管内平面波声速是正确测量这些参数的基础。该文提出一种基于四水听器结合不同边界的测量充水弹性管中声速的新方法。该方法利用4个固定位置处的水听器,采用最小二乘的方法,使得... 实验室中水声材料声学参数的测量主要在水声声管中进行。管内平面波声速是正确测量这些参数的基础。该文提出一种基于四水听器结合不同边界的测量充水弹性管中声速的新方法。该方法利用4个固定位置处的水听器,采用最小二乘的方法,使得两组水听器分别得到的声管末端入射波声压差值的平方最小的声速即为管内平面波声速。该方法利用单频信号,在每一频率点均可测得声速,可以在任一种声管末端边界下进行测量,同时无需知道各水听器到边界的精确距离,在文中的3种边界下声速测量结果具有很好的一致性,实验操作简单、误差很小。该方法的仿真结果与管内声速的理论值吻合得很好,同时实验测量结果与仿真值之间的误差很小,证明了方法的准确性以及鲁棒性,为声管声速测量提供一个很好的思路。 展开更多
关键词 充水弹性管 声速测量 四水听器
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声速测量实验原理讨论 被引量：3
10
作者 宿德志 张纪磊 +2 位作者 孙晓伟 段金鹏 马帅奇 《大学物理》 2024年第1期16-21,36,共7页
本文针对声速测量实验中接收端声压变化的理论推导还不够完善,尤其是对相位比较法的原理解释不清楚的问题,从振幅与声压的关系出发,建立了基于声压方程的多次反射模型.该模型利用平面简谐波函数、声压反射系数公式和波的叠加原理,推导... 本文针对声速测量实验中接收端声压变化的理论推导还不够完善,尤其是对相位比较法的原理解释不清楚的问题,从振幅与声压的关系出发,建立了基于声压方程的多次反射模型.该模型利用平面简谐波函数、声压反射系数公式和波的叠加原理,推导出了接收端的声压振幅和相位随距离的变化公式,并利用该公式解释了驻波法和相位比较法测量的原理.仿真结果表明接收端的声压振幅和相位并不是严格的周期函数,其测量的精度与声吸收系数和声压反射系数等因素有关.最后进行了实验验证,实验测量结果与本文模型的计算结果吻合较好.本文的研究为正确理解该实验的物理本质提供理论指导. 展开更多
关键词 声压 驻波 声速测量 超声波
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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
11
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
12
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
13
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
14
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
15
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
16
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
17
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
18
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
19
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
20
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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