[實用新型]一種溫度對聲速影響模擬實驗的教學裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820544943.4
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN209103633U
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯云峰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江海洋大學
• 主分類號: G09B23/14
• 分類號: G09B23/14
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本實用新型屬于教具領(lǐng)域，具體涉及了一種溫度對聲速影響模擬實驗的教學裝置。本實用新型用于在實驗室中模擬測量聲速隨溫度變化關(guān)系的實驗裝置，當水箱中的溫度變化時，聲波在其中的傳播速度發(fā)生變化，為了在實驗室中研究這種變化，設(shè)計了這一裝置。一種溫度對聲速影響模擬實驗的教學裝置，包括水箱和控制計算機，還包括：加熱回路，與控制計算機電連接，安裝在水箱中；溫測回路，與控制計算機電連接，安裝在水箱中；水聲收發(fā)回路，與控制計算機電連接，安裝在水箱中；吸聲泡沫，貼在水箱內(nèi)部，用于吸收聲波；測距直尺，安裝在水箱側(cè)面，用于測量水聲收發(fā)裝置之間的距離；加熱回路包括：可控電源，與控制計算機電連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于教具領(lǐng)域，具體涉及了一種溫度對聲速影響模擬實驗的教學裝置。

背景技術(shù)

從聲源發(fā)出的聲波以一定的速度向周圍傳播，意味著聲波的能量也以一定的速度向周圍傳播。目前所知，聲波能夠在所有物質(zhì)（除真空外）中傳播。其傳播速度由傳聲介質(zhì)的某些物理性質(zhì)，主要是力學性質(zhì)所決定。例如，音速與介質(zhì)的密度和彈性性質(zhì)有關(guān)，因此也隨介質(zhì)的溫度、壓強等狀態(tài)參量而改變。氣體中音速每秒約數(shù)百米，隨溫度升高而增大，0℃時空氣中音速為331．4米／秒，15℃時為340米／秒，溫度每升高1℃，音速約增加0．6米／秒。通常，固體介質(zhì)中音速最大，液體介質(zhì)中的音速較小，氣體介質(zhì)中的音速最小。另外，不均勻介質(zhì)中的音速處處不等。各向異性介質(zhì)中的音速隨傳播方向而異。

實用新型內(nèi)容

本實用新型用于在實驗室中模擬測量聲速隨溫度變化關(guān)系的實驗裝置，當水箱中的溫度變化時，聲波在其中的傳播速度發(fā)生變化，為了在實驗室中研究這種變化，設(shè)計了這一裝置。

實現(xiàn)上述方案所采用的技術(shù)方案是，一種溫度對聲速影響模擬實驗的教學裝置，包括水箱和控制計算機，還包括：加熱回路，與控制計算機電連接，安裝在水箱中；溫測回路，與控制計算機電連接，安裝在水箱中；水聲收發(fā)回路，與控制計算機電連接，安裝在水箱中；吸聲泡沫，貼在水箱內(nèi)部，用于吸收聲波；測距直尺，安裝在水箱側(cè)面，用于測量水聲收發(fā)裝置之間的距離；加熱回路包括：可控電源，與控制計算機電連接；若干個加熱器，安裝在水箱內(nèi)，與可控電源電連接。

作為優(yōu)選，所述的水聲收發(fā)回路包括：信號發(fā)生器，與控制計算機電連接；功率放大器，與信號發(fā)生器電連接；換能器，安裝在水箱中，與水箱焊接，與功率放大器電連接；水聽器，安裝在水箱中，與水箱焊接，位于換能器對面，與測量放大器電連接；測量放大器，與示波器電連接；示波器，與控制計算機電連接。

作為優(yōu)選，所述的溫測回路包括：連接線，與控制計算機電連接；熱電偶，與連接線電連接，安裝在水箱中，在換能器和水聽器中間，并與換能器和水聽器處于同一高度。

作為優(yōu)選，所述的若干個加熱器的數(shù)量至少為5個，至多為9個，最基礎(chǔ)的為5個加熱器，水箱的4個角落各一個，中間一個。

作為優(yōu)選，所述的水箱還包括，水箱蓋，用于在測量時免受到其他聲音干擾，與箱體卡接。

本實用新型有益效果：（1）本實用新型采用多個加熱器對水箱內(nèi)的水進行加熱，而且其布置方位采用5點布置的方式，有利于加熱均衡，同樣使得溫度上升比價塊，有利于提升測量的準確性；（2）在其水箱壁上設(shè)置有吸聲泡沫，有利于吸收其他方向的雜音，降低因反射或通過箱體傳導(dǎo)的聲音造成的測量誤差問題；（3）距離測量尺可測量聲源和接收裝置之間的距離，用于計算計算聲速，最終完成實驗，獲取更加準確的結(jié)果；（4）水箱蓋的使用，使得在測量的時候降低了外界對實驗效果的干擾。

附圖說明

圖1：一種溫度對聲速影響模擬實驗的教學裝置結(jié)構(gòu)組成示意圖

圖中：1、可控電源，2、水箱蓋，3、熱電偶，4、換能器，5、功率放大器，6、信號發(fā)生器，7、控制計算機，8、示波器，9、測量放大器，10、水聽器，11、加熱器，12、測距直尺。

具體實施方式