一种水温和声速的测定装置的制作方法

1.本实用新型涉及声速测定设备技术领域，具体为一种水温和声速的测定装置。


背景技术：

2.声波是一种在弹性媒质中传播的机械波，它是纵波，其振动方向与传播方向一致。振动状态的传播是通过媒质各点间的弹性力来实现的，因此波速取决于媒质的状态和性质(密度和弹性模量)。由于在声波传播过程中波速υ、波长λ与频率f之间存在着υ＝fλ的关系，若能同时测出媒质中声波传播的频率f及波长λ，即可求得此种媒质中声波的传播速度υ。由于频率在超声波范围内，一般的音频对它没有干扰。频率f提高，波长λ就短，故在不长的距离内可测到许多个λ，取其平均值，λ的测定就较准确。
3.但目前测量液体声速的装置存在一些不足之处，1、通常采用摇动手柄带动丝杆导轨移动的装置，操作过程比较繁琐，2、不能使液体快速的升温与降温，从而降低工作效率，为此提出一种可控硅模块保护装置。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种操作简单、可快速改变温度的水温和声速的测定装置。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：本实用新型的一种水温和声速的测定装置，包括测定水箱,测定水箱呈上端开口的箱体，测定水箱的左端内壁的中心固定设置有超声波发射换能器，测定水箱的外端左侧固定设置有与超声波发射换能器相连接的超声波发生器，测定水箱的上端中部设置有滑杆，滑杆的两端分别与测定水箱的左右两端内壁固定连接，滑杆的上端设置有移动块，移动块的内部设置有与滑杆相匹配的移动孔，移动孔贯穿移动块的左右两端，滑杆穿过移动孔，移动块的下端固定设置有固定板，固定板的下端左壁设置有与超声波发射换能器相匹配的超声波接收换能器，测定水箱的右壁上端固定设置有与移动块相匹配的支撑块，支撑块与移动块之间固定设置有伸缩杆，测定水箱的后端内壁的中部设置有温度检测装置，测定水箱的后壁上端固定设置有与温度检测装置相连接的显示屏，测定水箱的前后两端的中部均设置有冷却装置，测定水箱的前后两端内壁的中部均设置有与测定水箱相匹配的u形冷却管，u形冷却管的上端在测定水箱的上端伸出，且分别与相应冷却装置连接，u形冷却管的侧端设置有加热管，加热管的上端与测定水箱的上端固定连接，测定水箱的右端固定设置有与加热管相连接的控制器。
8.为了使超声波接收换能器的移动距离更好确定，本实用新型的改进有，滑杆的上端设置有精密刻度。
9.为了使加热更加快速，本实用新型的改进有，加热管的个数为4个，且分别设置于两个u形冷却管的左右两端。
10.为了使超声波发生器的使用效果更好，本实用新型的改进有，超声波发生器为频率可调超声波发生器。
11.为了使冷却装置的性能更优，本实用新型的改进有，冷却装置为水循环冷却装置。
12.为了方便观察测定过程，本实用新型的改进有，测定水箱的材质为玻璃
13.(三)有益效果
14.与现有技术相比，本实用新型提供了一种水温和声速的测定装置，具备以下有益效果：
15.该水温和声速的测定装置，测定水箱放置需要测定的液体，u形冷凝管和加热管使测定水箱中的液体可以快速的改变温度，从而减少等待时间，进而提高工作效率，温度检测装置实时检测测定水箱内液体的温度，从而使本装置的水温调控更加准确，伸缩杆可以通过带动移动块来带动超声波接收换能器移动，从而改变超声波接收换能器和超声波发射换能器之间的距离，滑杆上的精密刻度，使超声波接收换能器的移动距离更好确定，进而可以通过驻波测量法测得波长，从而使本装置更好使用。
附图说明
16.图1为本实用新型的俯视结构示意图；
17.图2为本实用新型的正视结构示意图；
18.图3为本实用新型的正面剖视结构示意图。
19.图中：1、测定水箱；2、超声波发射换能器；3、超声波发生器；4、滑杆；5、移动块；6、超声波接收换能器；7、支撑块；8、伸缩杆；9、精密刻度；10、u形冷却管；11、冷却装置；12、加热管；13、控制器；14、温度检测装置；15、显示屏；16、移动孔；17、固定板。
具体实施方式
20.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。
21.请参阅图1
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3，本实用新型的一种水温和声速的测定装置，包括测定水箱1,测定水箱1呈上端开口的箱体，测定水箱1的左端内壁的中心固定设置有超声波发射换能器2，测定水箱1的外端左侧固定设置有与超声波发射换能器2相连接的超声波发生器3，测定水箱1的上端中部设置有滑杆4，滑杆4的两端分别与测定水箱1的左右两端内壁固定连接，滑杆4的上端设置有移动块5，移动块5的内部设置有与滑杆4相匹配的移动孔16，移动孔16贯穿移动块5的左右两端，滑杆4穿过移动孔16，移动块5的下端固定设置有固定板17，固定板17的下端左壁设置有与超声波发射换能器2相匹配的超声波接收换能器6，测定水箱1的右壁上端固定设置有与移动块5相匹配的支撑块7，支撑块7与移动块5之间固定设置有伸缩杆8，测定水箱1的后端内壁的中部设置有温度检测装置14，测定水箱1的后壁上端固定设置有与温度检测装置14相连接的显示屏15，测定水箱1的前后两端的中部均设置有冷却装置11，测定水箱1的前后两端内壁的中部均设置有与测定水箱1相匹配的u形冷却管10，u形冷却管10的上端在测定水箱1的上端伸出，且分别与相应冷却装置11连接，u形冷却管10的侧端设置有加
热管12，加热管12的上端与测定水箱1的上端固定连接，测定水箱1的右端固定设置有与加热管12相连接的控制器13。
22.还需要说明的是，滑杆4的上端设置有精密刻度9，使超声波接收换能器6的移动距离更好确定，加热管12的个数为4个，且分别设置于两个u形冷却管10的左右两端，使加热更加快速，超声波发生器3为频率可调超声波发生器，使超声波发生器3的使用效果更好，冷却装置11为水循环冷却装置11，使冷却装置11的性能更优，测定水箱1的材质为玻璃，方便了观察测定过程。
23.新型结构的水温和声速的测定装置，在使用时，将需要测定的液体放置于测定水箱1的内部，且使液面高度高于超声波发生器3的高度，温度检测装置14测量测定水箱1内部的水温，数据在显示屏15上显示，然后通过超声波发生器3发射频率已知的超声波，超声波通过超声波发射换能器2进行发射，超声波接收换能器6进行接收，然后通过伸缩杆8调节超声波接收换能器6的位置，通过相关仪器观测相关数据，进而通过驻波方程计算波长，(驻波方程为式中，a为声源振幅；ω为角频率；2πxλ为由于波动传播到坐标x处(t时刻)引起的相位变化，由波节条件可知，相邻的两个波节间的距离为λ/2，当超声波发射换能器2和超声波接收换能器6之间的距离恰好等于半波长的整数倍时，声振幅为极大值，随着信号幅度的每一次周期性变化，超声波发射换能器2和超声波接收换能器6之间的距离也随之改变了λ/2，该距离可以在滑杆4上测量出，从而可以计算出波长λ)，然后根据频率计算出声速，当需要改变温度时，通过控制器13控制加热管12对液体进行加热，或者通过冷却装置11和u形冷却管10对液体进行降温，调节到合适温度后再次重复上述步骤，从而实现不同水温下声速的测定。
24.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。