[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于多普勒效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810173531.9
• 申請(qǐng)日: 2018-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN108269470A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀宜琛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賀宜琛
• 主分類號(hào): G09B23/14
• 分類號(hào): G09B23/14
• 代理公司: 深圳市六加知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44372
• 代理人: 向彬

本發(fā)明涉及多普勒效應(yīng)測試實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種應(yīng)用于多普勒效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。其中實(shí)驗(yàn)裝置中電機(jī)、傳動(dòng)齒輪組和旋轉(zhuǎn)桿均設(shè)置在基座上，旋轉(zhuǎn)桿經(jīng)由傳動(dòng)齒輪組完成與電機(jī)轉(zhuǎn)軸之間的驅(qū)動(dòng)耦合；旋轉(zhuǎn)桿上設(shè)置有至少兩個(gè)用于布局至少兩個(gè)擁有預(yù)設(shè)發(fā)射頻率的聲源的固定節(jié)點(diǎn)；第一聲波采集器設(shè)置在基座一側(cè)，并且第一聲波采集器與旋轉(zhuǎn)桿的旋轉(zhuǎn)平面位于同一水平面。本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于多普勒效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，通過在同一旋轉(zhuǎn)桿上設(shè)置至少兩個(gè)不同頻率的聲源，從而實(shí)現(xiàn)更高效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集目的；其中，不同的頻率的聲源可以設(shè)置不同旋轉(zhuǎn)半徑的固定節(jié)點(diǎn)上，從而保證了一輪旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)所能獲得有效實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)量。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及多普勒效應(yīng)測試實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于多普勒效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】

多普勒效應(yīng)是多普勒博士在1842年發(fā)現(xiàn)的一種理論。它顯示了一個(gè)相對(duì)于波源移動(dòng)的觀察者的波動(dòng)頻率。根據(jù)物理課堂,多普勒效應(yīng)的定義是：物體輻射的波長因?yàn)椴ㄔ春陀^測者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生變化。在運(yùn)動(dòng)的波源前面，波被壓縮，波長變得較短，頻率變得較高(藍(lán)移blue shift)；在運(yùn)動(dòng)的波源后面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相反的效應(yīng)。波長變得較長，頻率變得較低(紅移red shift)；波源的速度越高，所產(chǎn)生的效應(yīng)越大。根據(jù)波紅(藍(lán))移的程度，可以計(jì)算出波源循著觀測方向運(yùn)動(dòng)的速度。

多普勒效應(yīng)在我們的日常生活中很常見。例如，全球定位系統(tǒng)是我們的日常產(chǎn)品，它給我們提供了很多便利，指引我們進(jìn)入一個(gè)新的城市。多普勒效應(yīng)是應(yīng)用于GPS的關(guān)鍵理論之一。這顆衛(wèi)星裝有一個(gè)信號(hào)源，它在軌道上運(yùn)行時(shí)，不斷地向地面發(fā)射電磁波。地面GPS接收器接收此信號(hào)并通過多普勒效應(yīng)計(jì)算接收機(jī)的經(jīng)度、緯度和高度。

現(xiàn)有的教學(xué)實(shí)驗(yàn)用的多普勒效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置大多由單一的聲源構(gòu)成，如專利號(hào)為CN204965863U，專利名稱為“旋轉(zhuǎn)式多普勒效應(yīng)演示裝置”中所公開的演示裝置便為在旋轉(zhuǎn)桿上單側(cè)設(shè)置蜂鳴器，并配以相應(yīng)的采集裝置和驅(qū)動(dòng)電機(jī)來完成演示實(shí)驗(yàn)的。現(xiàn)有技術(shù)中的這種方式，不僅降低了演示測試的實(shí)現(xiàn)效率，而且，會(huì)受到實(shí)驗(yàn)場景中諸多噪音干擾影響，使得最終的實(shí)驗(yàn)演示結(jié)果不明顯，甚至出現(xiàn)無法直觀觀察到結(jié)果的情況發(fā)生。

鑒于此，克服該現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷是本技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的多普勒效應(yīng)演示測試裝置中，多采用單側(cè)設(shè)置蜂鳴器的結(jié)構(gòu)形式，從而降低了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的效率，例如專利號(hào)為CN204965863U所提出的技術(shù)方案，就需要多次停住演示裝置，并且在水平旋棍的不同區(qū)域設(shè)置蜂鳴器才能實(shí)現(xiàn)不同聲源運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)整。

本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的演示測試裝置中，無法有效克服演示環(huán)境中存在的各種噪音影響，造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果效果不明顯的問題。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種應(yīng)用于多普勒效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，包括基座1、電機(jī)2、傳動(dòng)齒輪組3、旋轉(zhuǎn)桿4、至少兩個(gè)擁有預(yù)設(shè)發(fā)射頻率的聲源和第一聲波采集器6，具體的：

所述電機(jī)2、傳動(dòng)齒輪組3和旋轉(zhuǎn)桿4均設(shè)置在所述基座1上，所述旋轉(zhuǎn)桿4經(jīng)由所述傳動(dòng)齒輪組3完成與電機(jī)2轉(zhuǎn)軸之間的驅(qū)動(dòng)耦合；

所述旋轉(zhuǎn)桿4上設(shè)置有至少兩個(gè)用于布局所述至少兩個(gè)擁有預(yù)設(shè)發(fā)射頻率的聲源的固定節(jié)點(diǎn)；

所述第一聲波采集器6設(shè)置在所述基座1一側(cè)，并且所述第一聲波采集器6與所述旋轉(zhuǎn)桿4的旋轉(zhuǎn)平面位于同一水平面或者相臨近的水平面；

其中，所述第一聲波采集器6設(shè)置有數(shù)據(jù)傳輸接口，用于將采集到的聲波數(shù)據(jù)發(fā)送給智能終端處理。

優(yōu)選的，所述至少兩個(gè)擁有預(yù)設(shè)發(fā)射頻率的聲源，具體為：