CN206115815U - 一种超声波输能实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超声波输能实验装置，包括：超声波发生部件、水槽、导轨、底座以及超声波接收装置，所述超声波发生部件包括相连接的超声波发生器和超声波换能器，所述超声波换能器通过耦合剂固定连接在所述水槽的侧面,所述导轨固定设置于所述水槽的底部，所述底座设置在导轨上，所述底座上设有夹具，所述超声波接收装置设置在夹具上；所述底座包括依次连接的角度调节盘、细调连杆以及粗调连杆，角度调节盘可自由旋转且实现角度0～180度的调节，粗调连杆、细调连杆的外表面均设有细刻度。本实用新型提高了实验结果的准确性和可靠性，能有效控制实验的距离、高度、角度等变量，且使用简便，能满足准确多次重复性超声波输能实验要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及超声波物理实验装置，尤其涉及一种超声波输能实验装置。
背景技术
无线输能，是现在能量传输的一个研究热点，目前所研究的超声波输能能够直接将超声波振子与超声波接收器接触，或者能够将超声波振子放置在传输介质(如液体)中。但是，这样的实验方式无法对变量进行精确和定量的控制，难以对影响系统效率的参数进行试验测量。
如在研究超声波在液体介质中的传输效率时，需要对超声波接收器相对于超声波发生器及超声波换能器的相对距离、相对高度、相对角度进行定量的测量。采用传统的实验方式，无法对实验变量进行精确控制，且能够保证实验的准确性和精确性。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种超声波输能实验装置，能有效地对实验变量参数(相对距离、相对高度、相对角度等)进行精确的控制，并且能使使用的过程快捷简便，能满足超声波输能多次实验要求。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种超声波输能实验装置，包括：超声波发生部件、水槽、导轨、底座以及超声波接收装置，所述超声波发生部件包括相连接的超声波发生器和超声波换能器，所述超声波换能器通过耦合剂固定连接在所述水槽的侧面,所述导轨固定设置于所述水槽的底部，所述底座设置在导轨上，所述底座上设有夹具，所述超声波接收装置设置在夹具上。
进一步地，所述导轨上设置有螺栓，所述底座通过所述螺栓与所述导轨进行固定连接。
进一步地，所述超声波发生器的正负电极与超声波换能器的正负电极通过导线进行连接，所述超声波发生器产生相应频率的超声波。
进一步地，所述导轨设置在所述超声波发生部件的正下方且垂直于所述水槽的固定有所述超声波换能器那一面，所述导轨为空心圆柱体且外表面设置有若干螺栓卡口，所述底座通过螺钉固定在其中一个螺栓卡口上。
进一步地，所述水槽的底部还设置有标尺，且所述标尺平行于所述导轨，所述标尺用于记录所述超声波换能器与所述超声波接收器之间的相对距离。
进一步地，所述底座包括依次连接的角度调节盘、细调连杆以及粗调连杆，所述角度调节盘可自由旋转且实现角度0～180度的调节，所述粗调连杆的外表面设有粗刻度，所述细调连杆的外表面设有细刻度。
进一步地，所述夹具为L型夹具，且所述夹具为绝缘体材质。
进一步地，所述超声波接收装置还包括：压电陶瓷圆环换能器及无源整流电路，所述压电陶瓷圆环换能器的正负电极通过导线与所述无源整流电路电极相连。
进一步地，所述水槽为长方体水槽，且所述水槽为不锈钢材质。
采用上述技术方案后，本实用新型至少具有如下有益效果：
(1)、本实用新型的不锈钢长方体水槽的侧面在连接超声波发生器和超声波换能器后，将超声波接收装置置于底座绝缘L形夹具上，在液体介质中通过改变底座在导轨上不同距离螺栓的连接和移动，实现与超声波发生器和超声波换能器的相对距离的改变，并可通过长方体水槽底面标尺读出。
(2)、本实用新型通过底座的粗调连杆和细调连杆实现在垂直于水面的相对高度调节，通过底座上角度调节器的旋转改变，从而调节超声波接收装置与超声波发生器和换能器的相对角度。
(3)、本实用新型通过超声波接收装置的测量点测量相关数据，提高实验结果的准确性与可靠性，使能够有效地对实验变量(相对距离、相对高度、相对角度等)进行精确控制，通过对影响系统效率的参数进行试验测量，使得使用过程快捷简便，能够满足超声波输能的多次实验要求。
附图说明
图1为本实用新型一种超声波输能实验装置的超声发生装置框图。
图2为本实用新型一种超声波输能实验装置的立体结构示意图。
图3为本实用新型一种超声波输能实验装置的主体侧视图。
图4为本实用新型一种超声波输能实验装置的主体俯视图。
图5为本实用新型一种超声波输能实验装置的底座正视示意图。
图6为本实用新型一种超声波输能实验装置的底座俯视示意图。
图7为本实用新型一种超声波输能实验装置的超声接收装置框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。
本实用新型提供一种超声波输能实验装置，包括：超声波发生部件，超声波发生部件包括超声波发生器和超声波换能器，如图1所示，超声波发生器的正负电极与超声波换能器12的正负电极通过导线进行连接，超声波发生器的作用为能产生相应频率的超声波，超声波换能器12为压电陶瓷圆环形换能片；如图2-4所示，水槽11，水槽11为长方体水槽且为不锈钢体材质，超声波换能器通过耦合剂固定连接在水槽11的侧面；导轨1，导轨1固定设置于水槽11的底部上面，导轨1设置有螺栓；底座4，底座4通过螺栓与导轨1进行固定连接，底座4的顶部侧面设有夹具10，夹具10为L型夹具且为绝缘体材质；以及超声波接收装置，超声波接收器放置于夹具10上，超声波接收装置包括超声波接收器；水槽11的底部上面还设置有标尺3，且标尺3平行于导轨1，标尺3用于记录超声波换能器12与超声波接收器之间的相对距离。
另外，导轨1是设置在超声波发生部件的正下方且垂直于所述水槽的固定有超声波换能器12那一面，导轨1为空心圆柱体且外表面设置有若干螺栓卡口，各螺栓卡口的间距为5cm，底座4通过螺钉与螺栓卡口进行连接与固定，底座4在各螺栓卡口之间自由移动且用于调节底座4在导轨1上的远近距离，如图5-6所示，底座4包括角度调节盘5、细调连杆7以及粗调连杆8，角度调节盘5与细调连杆7连接，细调连杆7与粗调连杆8连接，角度调节盘5可自由旋转且实现角度0～180度的调节，粗调连杆8与细调连杆7的表面均标有刻度且均实现相对高度H的精细调节。。
进一步地，超声波接收装置还包括：压电陶瓷圆环换能器及无源整流电路，如图7所示，压电陶瓷圆环换能器的正负电极通过导线与无源整流电路电极相连，在无源整流电路后端设置相应的输出电极作为电气测量点，电气测量点通过相关仪器进行测量，相关仪器包括示波器、万用表等。
本实例以超声波频率为F1，相对距离L1，相对高度H1，相对角度为90°下超声波在介质A中的能量传输实验过程进行说明。
首先在长方体水槽11内放置相应的介质A，确定实验频率后，调整超声波发生器调至相应的起振频率F1，连接至超声波发生器电极13，给超声波换能器12提供相应频率F1正弦波电流；将超声波接收器放置在底座4的L型绝缘接收器夹具10，调节底座4上的粗调连杆8，再调节底座上的细调连杆7，分别读出高度数值h1和h2，计算H1＝h1+h2；转动底座4上的角度调节盘5，使得超声波接收器与超声波换能器12成一定的角度α，本实施例的角度α调为90°；底座4放置在导轨1上，底座4通过导轨1上的螺栓卡口2进行固定，并通过底面上的标尺3读出相对距离L1，做好数据的记录(F1，H1，L1，α，介质A)。通过接收器读出接收数值，可得到超声波在条件：频率F1、相对距离L1、相对高度H1以及相对角度为α的下，在介质A中传输的实验数据。
在研究超声波输能的实验中，需要对多个实验变量进行控制，且进行多次实验数据观测。实践发现，使用该实验装置，可以简单便捷地通过上述方法对实验变量频率F、相对距离L、相对高度H以及相对角度α，介质种类进行多次控制调整，并多次实验，保证了实验的高效性，提高了实验结果的准确性与可靠性，能有效地对实验变量进行精确控制，满足超声波输能实验的要求。
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，可以理解的是，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等效的变化、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范围限定。
Claims (9)
1.一种超声波输能实验装置，其特征在于，包括：超声波发生部件、水槽、导轨、底座以及超声波接收装置，所述超声波发生部件包括相连接的超声波发生器和超声波换能器，所述超声波换能器通过耦合剂固定连接在所述水槽的侧面,所述导轨固定设置于所述水槽的底部，所述底座设置在导轨上，所述底座上设有夹具，所述超声波接收装置设置在夹具上。
2.根据权利要求1所述的一种超声波输能实验装置，其特征在于，所述导轨上设置有螺栓，所述底座通过所述螺栓与所述导轨进行固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种超声波输能实验装置，其特征在于，所述超声波发生器的正负电极与超声波换能器的正负电极通过导线进行连接，所述超声波发生器产生相应频率的超声波。
4.根据权利要求1所述的一种超声波输能实验装置，其特征在于，所述导轨设置在所述超声波发生部件的正下方且垂直于所述水槽的固定有所述超声波换能器那一面，所述导轨为空心圆柱体且外表面设置有若干螺栓卡口，所述底座通过螺钉固定在其中一个螺栓卡口上。
5.根据权利要求1或4所述的一种超声波输能实验装置，其特征在于，所述水槽的底部还设置有标尺，且所述标尺平行于所述导轨，所述标尺用于记录所述超声波换能器与所述超声波接收器之间的相对距离。
6.根据权利要求1所述的一种超声波输能实验装置，其特征在于，所述底座包括依次连接的角度调节盘、细调连杆以及粗调连杆，所述角度调节盘可自由旋转且实现角度0～180度的调节，所述粗调连杆的外表面设有粗刻度，所述细调连杆的外表面设有细刻度。
7.根据权利要求1所述的一种超声波输能实验装置，其特征在于，所述夹具为L型夹具，且所述夹具为绝缘体材质。
8.根据权利要求1所述的一种超声波输能实验装置，其特征是在于，所述超声波接收装置还包括：压电陶瓷圆环换能器及无源整流电路，所述压电陶瓷圆环换能器的正负电极通过导线与所述无源整流电路电极相连。
9.根据权利要求1所述的一种超声波输能实验装置，其特征在于，所述水槽为长方体水槽，且所述水槽为不锈钢材质。
Priority Applications (1)
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| CN201620630704.1U CN206115815U (zh) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | 一种超声波输能实验装置 |
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| CN201620630704.1U CN206115815U (zh) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | 一种超声波输能实验装置 |
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| CN (1) | CN206115815U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109147507A (zh) * | 2018-09-01 | 2019-01-04 | 哈尔滨工程大学 | 一种模块化声呐系统教学实验装置 |
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2016
- 2016-06-22 CN CN201620630704.1U patent/CN206115815U/zh not_active Expired - Fee Related
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