CN201886678U - 一种超声悬浮演示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种运用超声波技术实现物体悬浮的演示实验装置。本装置由超声换能器、球形反射面、可调升降支架、信号发生器、冷却槽组成。将信号发生器输出的频率信号加载到超声换能器上，当信号发生器输出频率等于超声换能器谐振频率时，超声换能器发出超声波。调整反射面与超声换能器发射面间的中离，当发射面与反射面间的距离为超声波波长的整数倍时，发射面与反射面间形成驻波，实现轻微物体及水滴悬浮的演示效果。本实用新型主要用于教学演示，特别是大学物理演示实验。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种教学演示装置，特别是大学物理演示实验装置。
背景技术
物理学是一门以实验研究为基础的自然科学，一切理论的提出和建立都必须经过大量的实验研究和论证。因而，通过实验演示可以创造出特定的条件和情景，从错综复杂的自然现象中抓住事物的本质，把抽象的理论直截了当地显现在学生面前，便于学生形成物理概念、理解物理规律。同时对于培养学生学习物理的兴趣，激发学生的愿望及培养学生的思维能力及创造能力起到重要的作用。振动是物理学的一部分，是自中学到工科大学学生必学习的内容，也是学习其它自然科学和工程技术的基础。目前，随着振动理论的不断发展，人们对超声波的认识在不断加深，超声波技术得到了很大的发展，已被广泛用于超声清洗、超声加工、超声处理、超声治疗等各行各业。然而对于在校学生来说，由于该部分内容较为抽象，其认识仅停留在复杂的理论公式及纷繁复杂的图形记忆当中，难以对相关理论及其具体应用有一个清晰的理解和认识。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种超声悬浮演示装置，本实用新型可将振动理论，超声波技术以一种直观、有趣的现象展现在学生面前对于物理学的理论教学及激发学生的想象力和创造力无疑是一项十分有意义的事情。
本实用新型一种超声悬浮演示装置，由超声换能器(1)、反射面(2)、冷却槽(3)、可调升降台(4)、固定支架(5)、信号发生器(6)，其特征是：超声换能器为压电陶瓷换能器；反射面采用球面反射；超声换能器顶部加装冷却槽。装配时将超声换能器(1)固定于固定支架上(5)，冷却槽(3)置于超声换能器(1)的顶部，反射面置(2)于可调升降台上(4)，信号发生器(6)的输出端通过信号线与超声换能器的输入端相连接。
本实用新型的工作原理是：调整信号发生器的输出频率，当输出频率达到超声换能器的谐振频率时，超声换能器产生超声波。调节升降台，使球形反射面与超声换能器发射面间的距离等于超声波波长的一半，此时两个面间形成较强的球面柱波声场，处于两者间轻微物体便能被悬浮起来，达到演示效果。同时，为了保证超声换能器工作温度的稳定，在超声换能器顶部的水槽内注入精酒作为冷却液，可以保证超声换能器工作稳定。
和现有技术相比，本实用新型的有益效果是：由于采用了球形反射面，因而驻波声场强度等压面是球面，悬浮物体更为稳定，可以直观地看到纵波所形成的驻波演示效果。解决了以往只能看到横波形成的柱波、物体悬浮不稳定、超声换能器工作温度不稳定等相关问题，保证了较好的演示效果，且装置结构简单、稳定性好，价格较低，易于推广应用。
附图说明
图1为本装置结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。
实施例1
如图1所示，图中1是超声换能器，2是球形反射面，3是冷却槽，4是可调升降台，5是固定支架，6是信号发生器。将超声换能器1固定于固定支架上5，冷却槽3置于超声换能器1的顶部，反射面2置于可调升降台上4，信号发生器6的输出端通过信号线与超声换能器的输入端相连接。冷却槽中倒入适量酒精作为冷却液。调整信号发生器的输出频率等于超声换能器的谐振频率，同时通过调整升降台4，使得超声换能器1的发射端与反射面2间的距离为超声波波长1/2的整数倍时，此时两个反射面间声场最强，其间放入适当颗粒的轻微物体或液滴便可观察到超声悬浮的演示效果。
Claims (1)
1.一种超声悬浮演示装置，由超声换能器(1)、反射面(2)、冷却槽(3)可调升降台(4)、固定支架(5)、信号发生器(6)组成，其特征是：超声换能器为压电陶瓷换能器；反射面采用球面反射；超声换能器顶部加装冷却槽。
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