CN110081965A - 一种驻波波节、波腹定位探测结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种驻波波节、波腹定位探测结构，包括基底层，设置于基底层上方的第一金属层，所述第一金属层的上方设置有弹性介质层，所述弹性介质层的上方设置有第二金属层；该驻波波节、波腹定位探测结构，待测驻波造成的振动，振动造成第二金属层位置不同，从而影响入射光的吸收，通过对入射光的吸收情况进行检测，就可以检测驻波的波节、波腹等位置，而且还可以用来检测声音的传播方向。

Description

一种驻波波节、波腹定位探测结构
技术领域
本发明涉及振动探测技术领域，具体涉及一种驻波波节、波腹定位探测结构。
背景技术
驻波（stationarywave）频率相同、传输方向相反的两种波（不一定是电波），沿传输线形成的一种分布状态。其中的一个波一般是另一个波的反射波。在两者电压（或电流）相加的点出现波腹，在两者电压（或电流）相减的点形成波节。在波形上，波节和波腹的位置始终是不变的，给人“驻立不动的印象，但它的瞬时值是随时间而改变的。
驻波现象的演示常用的实验方法是用力学机械的方法进行的，其实验仪器体积大、操作麻烦；但实验时是手动调节，没有自动控制、更没有单片机智能控制，并且都是测量常气压条件下的声速，不能做高压或低压非常态条件下的实验内容，实验方法单一。同一个实验仪器可提供的实验内容和实验方式越多，其仪器的使用价值越高，越符合当今实验教学改革的要求，同一个实验项目的实验仪器可提供的实验方法越多，越有利于启迪和培养学生的创新能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种驻波波节、波腹定位探测结构，包括基底层，设置于基底层上方的第一金属层，所述第一金属层的上方设置有弹性介质层，所述弹性介质层的上方设置有第二金属层。
所述基底层是聚甲基丙烯酸甲酯或二氧化硅制成。
所述第一金属层、第二金属层是金或银中的任意一种制成。
所述弹性介质层是聚氨酯制成。
所述弹性介质层的厚度是200 nm～400nm。
所述基底层的厚度是0.5cm～1cm。
所述第一金属层是由多个纵向排列的金属棒构成。
所述第二金属层是由多个横向排列的金属棒构成。
本发明的有益效果：本发明提供的这种驻波波节、波腹定位探测结构，待测驻波造成的振动，振动造成第二金属层位置不同，从而影响入射光的吸收，通过对入射光的吸收情况进行检测，就可以检测驻波的波节、波腹等位置，而且还可以用来检测声音的传播方向。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是驻波波节、波腹定位探测结构的结构示意图。
图2是第一金属层结构俯视图。
图3是第二金属层结构俯视图。
图4是驻波波节、波腹定位探测结构处于不同状态的入射光吸收图。
图中：1、基底层；2、第一金属层；3、弹性介质层； 4、第二金属层；5、驻波；6、入射光。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
本实施例提供了一种如图1所示的驻波波节、波腹定位探测结构，包括基底层1，设置于基底层1上方的第一金属层2，所述第一金属层2的上方设置有弹性介质层3，所述弹性介质层3的上方设置有第二金属层4；将该结构置于待测驻波5中，由于待测驻波5的作用，会使得第二金属层4发生振动，从而改变第二金属层4与第一金属层2之间的距离，这样入射光6入射到第二金属层4与第一金属层2的吸收率会发生变化，通过检测入射光6的吸收变化就可以判断驻波的波节、波腹等位置。
进一步的，所述基底层1是聚甲基丙烯酸甲酯或二氧化硅制成；基底层1主要起着支撑能够作用，因此，可以选用稳定性好的聚甲基丙烯酸甲酯或二氧化硅制成；基底层1的厚度是0.5cm～1cm，优先的基底层1的厚度是0.5cm、0.6cm、0.7cm、0.8cm、0.9cm、1cm中的任意一个。
进一步的，所述第一金属层2、第二金属层4是金或银中的任意一种制成。
进一步的，所述弹性介质层3是聚氨酯制成，聚氨酯具有很好的柔曲性、回弹性，能够很好适应待测驻波5所产生的振动，而且在振动结束后能够回复到原有的状态。
进一步的，所述弹性介质层3的厚度是200 nm～400nm，优先的，可将弹性介质层3设置为200 nm、300 nm、400 nm中的任意一个。
进一步的，如图2所示，所述第一金属层2是由多个纵向排列的金属棒构成。
进一步的，如图3所示，所述第二金属层4也是由多个横向排列的金属棒构成。
上述金属棒的长度为150nm，直径为50nm的金属棒制成，金属棒的排列周期为300nm。
实施例2
本实施例使用如图1所示的驻波波节、波腹定位探测结构，进行驻波的检测，将该驻波波节、波腹定位探测结构置于待测驻波声场当中，沿着某一方向移动该结构时，若所探测到的光谱大小不变，则该方向与声波传播方向垂直；当不垂直时，移动该结构时，所探测到的的光谱信号会随着位置的不同而变化，当随着移动方向改变时，光谱变化幅度最大或光谱变化的最大值与最小值之差最大时，此时移动方向为声波传播方向。沿着声波传播方向移动时，当所探测到的光谱在最大值与最小值之间振动时，此时为波腹所在位置，继续移动时，光谱信号的变化会逐渐减弱当光谱信号大小确定，不在浮动时，此时为驻波的波节处。图4所示为驻波波节、波腹定位探测结构处于不同状态的入射光吸收图，图中所示位置1为驻波波腹处，由位置1向位置4移动时，器件所处位置逐渐变为该驻波的波节处，位置4为波节处的光吸收示意图。
综上所述，该驻波波节、波腹定位探测结构，待测驻波造成的振动，振动造成第二金属层4位置不同，从而影响入射光6的吸收，通过对入射光6的吸收情况进行检测，就可以检测驻波的波节、波腹等位置，而且还可以用来检测声音的传播方向。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种驻波波节、波腹定位探测结构，其特征在于：包括基底层（1），设置于基底层（1）上方的第一金属层（2），所述第一金属层（2）的上方设置有弹性介质层（3），所述弹性介质层（3）的上方设置有第二金属层（4）。
2.如权利要求1所述的驻波波节、波腹定位探测结构，其特征在于：所述基底层（1）是聚甲基丙烯酸甲酯或二氧化硅制成。
3.如权利要求1所述的驻波波节、波腹定位探测结构，其特征在于：所述第一金属层（2）、第二金属层（4）是金或银中的任意一种制成。
4.如权利要求1所述的驻波波节、波腹定位探测结构，其特征在于：所述弹性介质层（3）是聚氨酯制成。
5.如权利要求1所述的驻波波节、波腹定位探测结构，其特征在于：所述弹性介质层（3）的厚度是200 nm～400nm。
6.如权利要求1所述的驻波波节、波腹定位探测结构，其特征在于：所述基底层（1）的厚度是0.5cm～1cm。
7.如权利要求1所述的驻波波节、波腹定位探测结构，其特征在于：所述第一金属层（2）是由多个纵向排列的金属棒构成。
8.如权利要求1所述的驻波波节、波腹定位探测结构，其特征在于：所述第二金属层（4）是由多个横向排列的金属棒构成。
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