CN205719232U - 一种智能声速测量及波长验算实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能声速测量及波长验算实验装置，本实用新型包括上底座、下底座、玻璃管；所述上底座与下底座之间通过支撑杆垂直焊接；所述支撑杆竖直设置并贯穿水平滑板；所述水平滑板的上端通过第一垫板与动杆固定连接；所述动杆套接于定杆内；所述定杆的一端通过第二垫板与上底座固定连接；所述动杆的外侧壁上沿着动杆圆周方向等距均匀焊接有四个竖直滑板；所述竖直滑板与定杆外壁上的竖直滑槽配合后滑动连接；本实用新型声速测量实验装置能够在较为封闭的环境下进行测量，减少外界因素的干扰，测量计算结果准确、耗时短、精度高，并且能够通过对固定频率的声波进行波长验算，以能够进一步保证计算结果的准确率。

Description

一种智能声速测量及波长验算实验装置

技术领域

本实用新型涉及空气测声速物理实验装置技术领域，具体为一种智能声速测量及波长验算实验装置。

背景技术

声速是描述声波在媒介中传播特性的物理量。声速测定技术已得到广泛的应用。声波的传播需要媒介，声波在媒介中的传播速度与该媒介的特性及状态等因素有关。因此，通过对声速的测定，还可以了解被测媒介的特性及状态变化，可见声速测定在实际生产和生活上具有一定的实用意义。

另外，声速测量实验也是大学物理实验教学的重要组成部分，然而传统的声波测量装置需要结合信号发生器和示波器两种造价较高的实验仪器，且实验过程存在着操作过程繁杂、耗时长、易出错、测量精度低等问题。并且在测量过程中没有充分考虑到外界的影响(例如空气的湿度、温度或风速等的干扰等)，即没有保证测量的封闭环境下，很容易造成测量结果出现误差。另外，由测出来的声速进行声速验算及波长验算也是很有必要的实验一步。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能声速测量及波长验算实验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种智能声速测量及波长验算实验装置，包括上底座、下底座、玻璃管；所述上底座与下底座之间通过支撑杆垂直焊接；所述支撑杆竖直设置并贯穿水平滑板；所述水平滑板的上端通过第一垫板与动杆固定连接；所述动杆套接于定杆内；所述定杆的一端通过第二垫板与上底座固定连接；所述动杆的外侧壁上沿着动杆圆周方向等距均匀焊接有四个竖直滑板；所述竖直滑板与定杆外壁上的竖直滑槽配合后滑动连接；所述动杆内的水平滑板上端设有超声波接收器；所述定杆内的上底座下端设有超声波发射器；所述上底座的上端设有计算控制器；所述玻璃管设于上底座与下底座之间并贯穿于上底座；所述玻璃管的侧面与胶管连接；所述胶管中段设有蓄水袋；所述胶管的外端与扣绳连接。

优选的，所述超声波接收器与超声波发射器处于同一竖直方向上并分别通过线路与计算控制器连接。

优选的，所述计算控制器通过线路与音频讯号发生器连接；所述音频讯号发生器设于玻璃管的上侧。

优选的，所述玻璃管内设有液态水；所述玻璃管的外侧壁面上设有第一刻度线。

优选的，所述支撑杆的外侧壁面上设有第二刻度线；所述第二刻度线的上下刻度界限长度值与竖直滑槽的长度界限值相等。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型声速测量实验装置能够在较为封闭的环境下进行测量，减少外界因素的干扰，测量计算结果准确、耗时短、精度高，并且能够通过对固定频率的声波进行波长验算，以能够进一步保证计算结果的准确率。

附图说明

图1为本实用新型的侧视图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型的动杆与定杆连接处的放大视图；

图4为本实用新型的动杆与定杆连接处的剖视图。

图中：1、上底座；2、下底座；3、玻璃管；4、支撑杆；5、水平滑板；6、第一垫板；7、动杆；8、定杆；9、第二垫板；10、竖直滑板；11、竖直滑槽；12、超声波接收器；13、超声波发射器；14、计算控制器；15、胶管；16、蓄水袋；17、扣绳；18、音频讯号发生器；19、第一刻度线；20、第二刻度线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种智能声速测量及波长验算实验装置，包括上底座1、下底座2、玻璃管3；所述上底座1与下底座2之间通过支撑杆4垂直焊接；所述支撑杆4竖直设置并贯穿水平滑板5；所述水平滑板5的上端通过第一垫板6与动杆7固定连接；所述动杆7套接于定杆8内；所述定杆8的一端通过第二垫板9与上底座1固定连接；所述动杆7的外侧壁上沿着动杆7圆周方向等距均匀焊接有四个竖直滑板10；所述竖直滑板10与定杆8外壁上的竖直滑槽11配合后滑动连接；所述动杆7内的水平滑板5上端设有超声波接收器12；所述定杆8内的上底座1下端设有超声波发射器13；所述上底座1的上端设有计算控制器14；所述玻璃管3设于上底座1与下底座2之间并贯穿于上底座1；所述玻璃管3的侧面与胶管15连接；所述胶管15中段设有蓄水袋16；所述胶管15的外端与扣绳17连接；所述超声波接收器12与超声波发射器13处于同一竖直方向上并分别通过线路与计算控制器14连接；所述计算控制器14通过线路与音频讯号发生器18连接；所述音频讯号发生器18设于玻璃管3的上侧；所述玻璃管3内设有液态水；所述玻璃管3的外侧壁面上设有第一刻度线19；所述支撑杆4的外侧壁面上设有第二刻度线20；所述第二刻度线20的上下刻度界限长度值与竖直滑槽11的长度界限值相等。

本实用新型在具体实施时，首先通过控制计算控制器14对超声波发射器13发出特有频率的声波，由超声波接收器12进行声波的接收，最后将接收信号由A/D转换器转换为数字信号传递给计算控制器14内，计算出传递所需要时间，进而可以由第二刻度线20上的刻度值算出声速值，通过滑动水平滑块5改变不同的高度尺寸进而可以进行多次验算取得平均值，使得测得结果更加准确，也可以改变超声波频率，测得其他频率的声速。

由测得的固有频率的声波值通过调节计算控制器14使得音频讯号发生器18发出相同频率的声波，声波沿着玻璃管3方向传播，声波到达水面后被反射回来发生“半波损失”，在玻璃管3的空气柱内相互叠加形成驻波，当出现共鸣现象时，计算控制器14显示的峰值将达到最大，此时玻璃管3的空气柱长度是半个驻波长度的奇数倍，驻波个数为(n+1/2)，驻波的波长可以根据声速的计算公式推出进行验算。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种智能声速测量及波长验算实验装置，其特征在于：包括上底座(1)、下底座(2)、玻璃管(3)；所述上底座(1)与下底座(2)之间通过支撑杆(4)垂直焊接；所述支撑杆(4)竖直设置并贯穿水平滑板(5)；所述水平滑板(5)的上端通过第一垫板(6)与动杆(7)固定连接；所述动杆(7)套接于定杆(8)内；所述定杆(8)的一端通过第二垫板(9)与上底座(1)固定连接；所述动杆(7)的外侧壁上沿着动杆(7)圆周方向等距均匀焊接有四个竖直滑板(10)；所述竖直滑板(10)与定杆(8)外壁上的竖直滑槽(11)配合后滑动连接；所述动杆(7)内的水平滑板(5)上端设有超声波接收器(12)；所述定杆(8)内的上底座(1)下端设有超声波发射器(13)；所述上底座(1)的上端设有计算控制器(14)；所述玻璃管(3)设于上底座(1)与下底座(2)之间并贯穿于上底座(1)；所述玻璃管(3)的侧面与胶管(15)连接；所述胶管(15)中段设有蓄水袋(16)；所述胶管(15)的外端与扣绳(17)连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能声速测量及波长验算实验装置，其特征在于：所述超声波接收器(12)与超声波发射器(13)处于同一竖直方向上并分别通过线路与计算控制器(14)连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种智能声速测量及波长验算实验装置，其特征在于：所述计算控制器(14)通过线路与音频讯号发生器(18)连接；所述音频讯号发生器(18)设于玻璃管(3)的上侧。

4.根据权利要求1所述的一种智能声速测量及波长验算实验装置，其特征在于：所述玻璃管(3)内设有液态水；所述玻璃管(3)的外侧壁面上设有第一刻度线(19)。

5.根据权利要求1所述的一种智能声速测量及波长验算实验装置，其特征在于：所述支撑杆(4)的外侧壁面上设有第二刻度线(20)；所述第二刻度线(20)的上下刻度界限长度值与竖直滑槽(11)的长度界限值相等。