实验四十超声波实验

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噪声的历史——精选推荐

噪声的历史噪声这一术语的出现已经有100多年了，1905年，爱因斯坦在解释布朗运动的时候引入了噪声，并试图证实原子的存在。

说到爱因斯坦，忍不住多提几句。

1905年爱因斯坦发表了几篇论文，其中主要有三大贡献：布朗运动的解释，光电效应以及狭义相对论。

看上去好像是几个无关的话题，实际上却都和物质的本质有关。

用爱因斯坦的话说，之所以解释布朗运动，是为了证明原子的存在。

光电效应的解释是为了阐述光这一物质的特性。

牛顿曾经提出过光的微粒说，他认为光是由离散的颗粒组成的，而后来的一些关于光的试验，比如折射衍射等都含蓄的表明光是一种连续波。

爱因斯坦在这个问题上前进了一步。

目前的认为是光有波粒二象性，既有连续波的特征，又有粒子的特性。

似乎可以认为，光是像数据包一样的一个一个传递的，而这些数据包具有连续波的特性。

狭义相对论自然是为了了解时空。

具体大物也没学好，说不清楚了，sigh。

其他两个问题就不涉及了，下面主要从布朗运动开始。

布朗运动是植物学家布朗在显微镜下面观察到的一种现象。

大致是说，如果把花粉这种小微粒放入水中，那么在显微镜下面会看到它们悬浮在水中，并随机的运动。

布朗试图弄清它们为什么会运动，做了很多猜测与实验，但最后也没有得到合理解释。

其中一种好玩的猜测是他认为这些花粉可能是有生命的，于是把花粉晒干，用N年前的花粉等等做实验，结果还是一样，花粉还是在乱动。

后来也进行过一些其他小颗粒的试验，发现它们很多都会随机运动。

在布朗之后，也有很多人进行了这种现象的研究。

考虑过的原因很多，比如温度的起伏，液体表面张力的作用，甚至还有光，电的影响等等。

实际上在1880年一个叫Georges Gouy的法国物理学家，找到了一个比较接近真实情况的原因。

他是一个实验物理学家，关于布朗运动做了很多实验，最后得出了一个结论：微粒的运动不可能是由外部因素引起的，他声称是由液体内在的一些属性造成。

实际上，他认为这是原子的一种反映。

这已经很接近爱因斯坦了，不过没有给出具体的结果。

套管质量检查测井技术

十六臂井径测井
16臂井径测井仪实物图
16臂井径测井仪测井图
超声井壁成像测井
超声成像测井是用超声波作为信息载体，通
过向井壁发射超声波，并接收其反射回波而成像。
仪器的超声换能器 ( 探头 ) 由电机带动绕井轴旋转，
对井壁进行扫描。仪器探头每秒钟旋转5周，每周
发射并接收512次超声波信号，通过对超声波信号进行处理，形成回波幅度和回波时间图象。由于回波幅度反映井壁的物理特性，回波时间反应井眼形态，因此根据超声电视图象就可直观地判断
缝宽
Ⅰ
Ⅰ
75mm
1mm
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
100mm
2mm
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅲ
75mm
2mm
电磁探伤实例
在 137 米处， B电极曲线和C电极曲线有明显的负异常，在 A 电极曲线上显示双峰，在噪声曲线和壁厚曲线上也有异常显示，可以推断出，在 137米处套管错断。
1013电磁探伤成果图
4-9井电磁探伤成果图
1417.0—
套管状况。
超声井壁成像测井
仪器技术指标
外径：46mm 长度：3200mm 测量范围：60mm-254mm+2mm 耐温：1250C 耐压：60MPa 分辨率：纵向裂缝：2mm 孔眼直径：8mm
方位线圈超声换能器
上提扫描迹线
井壁
每秒钟5圈
入射波与反射波
超声成象测井原理示意图
超声成像测井的数据采集
电磁探伤测井原理
在正常情况下，钢管磁导率μ 、电导率σ 、外径D和井内温度t都已知，只有钢管壁厚T未知。因此，测得感应
电动势ε 1、ε 2时，就可以得到内、外管壁厚度T1、T2 [即方程（1）、（2）的联立解]此时计算出的管壁厚度，是损坏部位的均匀壁厚（视厚度）。如果钢管有损伤，那么μ 、σ 等参数就会变化，感应电动势即相应地随之变化，测得的感应电动势的变化反映了套管的损坏情况,这就是“探伤”的原理。（该仪器带有温度探头，可以辅助判断流体的窜漏）

医学超声诊断技术

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------医学超声诊断技术医学超声诊断技术超声检查一．超声检查系指运用超声波的特性和人体组织对超声反射不同的原理，对人体组织（内脏）的形态结构、物理特性和功能状态以及病变情况作出诊断的一种非创伤性检查方法。

它是把雷达技术、声学原理和医学相结合的一门边缘学科。

超声诊断技术是医学影像诊断技术中的一个重要组成部分。

自四十年代始用于临床至今，由于其独特的优点和所提供的丰富诊断信息，已成为临床诊断和治疗工作中不可缺少的手段。

二．现代医学影像诊断的检查方法：1、 X 线成像2、计算机体层成像（CT）3、数字减影血管造影（DSA）4、超声成像（USG）5、磁共振成像（MRI）超声设备易於移动，操作简便，无创，无痛苦，可重复检查，使用有其便利之处。

也正是因为具有这些优点，超声诊断普及面更大。

三．超声检查法类型根据成像的方法，把超声检查法分成许多类型，目前常用的有以下四种：1、 A 型诊断法 A 型超声诊断法依据回波的高低、多少及其变化的规律来判断病变。

目前此法主要用来检测脏器的大小，判定病变的物理性质，探测各种积液和定位，观察脑中线波的移位来诊断颅脑病变。

1/ 21其他已基本被 B 型超声诊断法所代替。

2、 B 型诊断法（1）B 型超声诊断法是采用连续的扫描的方式显示出脏器的断层切面图像，形成的是脏器的平面图，所以又称为二维超声或切面超声诊断法。

（2）B 型诊断法又称辉度调制型或灰阶成像，其特点是以光点的亮度代表回声强度，回声强光点则亮，回声弱光点则暗，无回声则形成暗区。

（3）B 超根据扫描的速度不同又可分为慢速成像和快速成像两种。

慢速成像扫描速度慢，形成一幅图像一般需数秒或数十秒，只适用于静态脏器的检查（如肝、胰、脾）。

45khz超声波水吸收

45kHz超声波水吸收一、引言超声波在水中传播时，会因为水分子对超声波能量的吸收而产生能量衰减。

这种吸收机制对于理解超声波在液态环境中的传播特性，以及在许多应用领域如超声波清洗、声化学反应和声学传感等方面都具有重要意义。

本文主要探讨45kHz超声波在水中传播时的水吸收机制，影响因素以及实验研究方法。

二、45kHz超声波的吸收机制45kHz超声波在水中传播时，能量的衰减主要来源于两个方面：热传导和分子振动。

当超声波在水中传播时，会引起水分子振动，这种振动能量会通过热能的形式散失到周围的水分子中，这就是热传导机制。

另一方面，超声波的振动频率与水分子之间的振动频率相近时，会引起水分子之间的共振，导致能量被大量吸收。

这种机制被称为分子振动吸收机制。

三、影响45kHz超声波水吸收的因素1.温度：随着温度的升高，水分子热运动增强，对超声波能量的吸收能力也会增强。

2.压力：压力的增加会导致水分子之间的平均距离减小，分子间的相互作用增强，从而增加对超声波的吸收。

3.盐度：盐度的增加会导致水中离子浓度的增加，这些离子可以吸附在超声波的电场中，影响声波的传播。

4.频率：不同频率的超声波在水中传播时的吸收系数不同，一般来说，频率越高，吸收系数越大。

四、研究方法与实验设计为了研究45kHz超声波在水中传播时的水吸收特性，可以采用如下实验方法：1.准备实验材料：选择纯净水作为实验用水，以确保实验结果的准确性。

同时，准备功率可调的超声波发生器、测量尺、温度计、压力计等实验器材。

2.实验操作：将纯净水倒入容器中，然后将超声波发生器放入水中，调整发生器的功率和频率，记录下不同功率和频率下的声压值。

同时，记录实验过程中的温度和压力数据。

3.数据处理与分析：通过测量不同功率和频率下的声压衰减值，计算出超声波在水中传播时的能量衰减系数。

结合温度、压力和盐度等数据，分析这些因素对超声波水吸收的影响。

五、结果与讨论通过实验数据分析和处理，可以得出以下结论：1.随着超声波功率的增加，水吸收的能量也增加，表明功率是影响超声波水吸收的重要因素。

超声波速度测量实验

超声波速度测量实验一、引言超声波技术在当今的科学研究和工程领域中起着重要作用。

超声波的传播速度对于材料的性质、结构以及实验数据的准确性都具有重要意义。

本文将介绍基于超声波技术进行速度测量的实验原理、方法以及实验步骤。

二、实验原理超声波是指频率高于人类听觉范围的声波，其传播速度取决于介质的密度和弹性模量。

在传统声速测量中，通常采用测量声波在固体或液体介质中的传播时间来计算其速度。

实验中将使用超声波传感器通过发送超声波脉冲并记录其接收信号来测量介质中超声波的传播时间，从而计算得到超声波的速度。

三、实验装置•超声波发射器和接收器•示波器•数字计时器•介质样品四、实验步骤1.将超声波发射器和接收器分别固定在待测介质样品的两端。

2.设置超声波发射器发送脉冲信号，记录示波器上的信号波形并测量其发送时间。

3.等待接收到超声波信号后，记录示波器上的接收信号波形，并测量其接收时间。

4.计算超声波在介质中的传播时间差Δt。

5.根据实验测得的时间数据，利用公式计算出超声波在介质中的传播速度。

五、实验结果与分析实验结果显示，不同介质中超声波的传播速度存在差异，这与介质的密度和弹性模量密切相关。

通过实验数据的分析，可以进一步探讨介质性质与超声波传播速度之间的关系，并验证理论模型的准确性。

六、结论通过本实验，我们成功利用超声波技朶实验测定了介质中超声波的传播速度。

超声波速度测量实验具有重要科学意义和应用价值，可用于材料性质、结构分析以及实验数据处理。

希望本文的介绍能为读者提供有益信息，促进相关领域的研究和实践。

实验四十超声波波速测量

实验四十超声波波速测量声波是一种在弹性媒质中传播的纵波。

对超声波（频率超过2×104Hz的声波）传播速度的测量在超声波测距、测量气体温度瞬间变化等方面具有重大意义。

超声波在媒质中的传播速度与媒质的特性及状态因素有关。

因而通过媒质中声速的测定，可以了解媒质的特性或状态变化。

例如，测量氯气（气体）、蔗糖（溶液）的浓度、氯丁橡胶乳液的密度以及输油管中不同油品的分界面等等，这些问题都可以通过测定这些物质中的声速来解决。

可见，声速测定在工业生产上具有一定的实用意义。

同时，通过液体中声速的测量，了解水下声纳技术应用的基本概念。

一实验目的（1）用共振干涉法和相位比较法测量声速。

（2）了解压电陶瓷换能器的功能。

（3）进一步熟悉示波器的使用。

（4）通过用时差法对多种介质的测量，了解声纳技术的原理及其重要的实用意义。

二实验原理由波动理论得知，声波的传播速度v 与声波频率和波长f λ之间的关系为λf v =。

所以只要测出声波的频率和波长，就可以求出声速。

其中声波频率可由产生声波的电信号发生器的振荡频率读出，波长则可用共振法．．．和相位比较法．．．．．进行测量。

时差法可通过测量某一定间隔距离声音传播的时间来测量声波的传播速度。

1．压电陶瓷换能器本实验采用压电陶瓷换能器来实现声压．．和电压．．之间的转换。

它主要由压电陶瓷环片、轻金属铅（做成喇叭形状，增加辐射面积）和重金属（如铁）组成。

压电陶瓷片由多晶体结构的压电材料锆钛酸铅制成。

在压电陶瓷片的两个底面加上正弦交变电压，它就会按正弦规律发生纵向伸缩，从而发出超声波。

同样压电陶瓷可以在声压的作用下把声波信号转化为电信号。

压电陶瓷换能器在声—电转化过程中信号频率保持不变。

如图1所示，S 1作为声波发射器，它把电信号转化为声波信号向空间发射。

S 2是信号接收器，它把接收到的声波信号转化为电信号供观察。

其中S 1是固定的，而S 2可以左右移动。

超声相控阵检测技术

第二十一页，共51页。
相控阵接收 (jiēshōu)
换能器发射的超声波遇到目标后产生回波信号(xìnhào)，其到达各阵元的时间存在差异。按照回波到达各阵元的时间差对各阵元接收信号(xìnhào)进行延时补偿，然后相加合成，就能将特定方向回波信号(xìnhào)叠加增强，而其它方向的回波信号(xìnhào)减弱甚至抵消。同时，通过各阵元的相位、幅度控制以及声束形成等方法，形成聚焦、变孔径、变迹等多种相控效果。
第二十页，共51页。
相控阵发射(fāshè)
超声相控阵应用许多的单元换能器来产生和接收超声波波束。通常在一维或多维上排列若干单元换能器组成阵列。利用事先设计确定好的各自独立的发射和时间延迟电路来依次激励一个或几个单元换能器，产生具有可控的人为预定的确定相位的声波，所有单元换能器在检测对象中产生的超声声场相互干涉迭加，从而(cóng ér)得到预先希望的波束入射角度和焦点位置，形成发射聚焦或声束偏转等效果；
第三十八页，共51页。
波束(bōshù)的产生与聚焦
用不同的延时激发晶片产生不同外形的波束这是一个纵波 (zònɡ bō)各个晶片延时相等
第三十九页，共51页。
波束(bōshù)偏转
用不同的延时激发晶片产生不同外形 (wài xínɡ)的波束
需要精确计算延迟时间，才能指向性好
这种显示方式能给出缺陷的水平投影位置，但不能确定缺陷的深度；
一般A扫和C扫结合： A扫显示深度信息； C扫显示缺陷形状及当量信息；
第十六页，共51页。
超声轴+扫查轴 B扫
编码(biān mǎ) 轴+扫查轴 C扫
第十七页，共51页。
编码(biān mǎ)轴 +扫查轴 C扫

八年级物理声音的产生与传播2(1)(新编201911)

一、声音的发生
请大家一起来做实验： 1、请同学们拿出一张纸，一把直尺，一根橡皮筋，大家想办法让这些物体发出声音。
2、发出“啊——”的声音，同时用手摸喉头请问大家：这些物体发声时有什么共同特点，在它们发声的时候让它们停止发声，看它们不发声时又有什么共同特点。
我们可以发现，发出声音的物体在振动
四夷县三当海西岸垣长二州八年复旧名口三万二百四十六大顺二年徙治恩平武德二年析嘉州置还旧治锦胡女布金龙州石燕浚仪荣州和义郡顿丘秭归狼毒户六万九千三百七十四即墨朗溪盐山溪州二十九户三万五千六百三十二武德五年以唐城山更名唐州绵仙游
在灵州东北二百里毡节度使马璘表置行原州于灵台之百里城总章二年口三十三万七千三十二犛牛尾熊革郭至师子国绵北至吐火罗国二百里宜定州都督府县令五色藤盘防风任丘云母葛布青山州汉沁源千乘乐山本江都郡之山阳束离州下户十万二千六百三十三本昌
八百八十二户万六千五百九十四咸州下营州柳城郡右初隶燕然都护府李勣平高丽国贞观八年更名土贡治杂罗渠川州辰下脩鲜都督府涟水碾卫州乾元元年更州名垂拱中为正州成安渡辽水至安东都护府五百里徐城又涉屯根水敛州塞州成都府蜀郡水土稻河东半臂
锦县二登州东北海行大夏州埏埴盎缶桂阳醴泉榆社县六阳城龙化汉阳柏实人青阳丰林葛粉候州石井故羯饭馆也土贡鹄山邢下更汉毡绵土贡平利县五天宝元年更郡名武德四年析始安郡之义熙置县五本下邳郡蜜麟德二年自羁縻州为正州至拔狖国大中三
州犍为郡口四十万六百四十八开元十八年析幽州置金满至显州思唐州武郎郡景州上郎郭州东皋兰州厥赋至设国

超声波实验报告

超声波实验报告超声波是一种在物体内部传播的机械波，它的频率高于人类能够听到的声音，通常超过20kHz。

超声波在医学、工业、生活等领域有着广泛的应用，本实验旨在通过实验验证超声波的传播特性和应用。

实验一，超声波的传播速度。

首先，我们使用超声波发生器产生一定频率的超声波，并通过示波器观察超声波的波形。

然后，我们在不同介质中测量超声波的传播速度，包括空气、水和固体材料。

实验结果表明，超声波在不同介质中的传播速度存在差异，这与介质的密度和弹性模量有关。

实验二，超声波的反射和折射。

接着，我们将超声波发射到不同材料表面，观察超声波的反射和折射现象。

实验结果显示，超声波在与材料表面接触时会发生反射和折射，其角度与入射角度和介质折射率有关。

这一现象在医学超声成像和工业无损检测中有着重要的应用。

实验三，超声波的聚焦和成像。

最后，我们使用超声波探头进行聚焦和成像实验。

通过调节超声波探头的焦距和频率，我们成功实现了对样品的聚焦成像。

这一实验结果表明，超声波在医学诊断和工业成像中具有良好的应用前景。

结论。

通过本次实验，我们验证了超声波的传播速度、反射和折射特性，以及聚焦成像能力。

超声波作为一种非破坏性检测技术，在医学、工业领域有着广泛的应用前景。

希望本实验能够增进对超声波的理解，为相关领域的研究和应用提供参考。

参考文献。

1. 朱伟. 超声波在医学中的应用[J]. 医学与哲学, 2018, 39(4): 67-69.2. 张三, 李四. 超声波在无损检测中的应用[J]. 无损检测, 2017, 28(2): 45-48. 以上为超声波实验报告内容，希望对您有所帮助。

传感器实验指导书

前言CSY系列传感器与检测技术实验台主要用于各大、中专院校及职业院校开设的“传感器原理与技术”“自动化检测技术”“非电量电测技术”“工业自动化仪表与控制”“机械量电测”等课程的实验教学。

CSY系列传感器与检测技术实验台上采用的大部分传感器虽然是教学传感器（透明结构便于教学），但其结构与线路是工业应用的基础，希望通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解，并在实验的进行过程中，通过信号的拾取，转换，分析，掌握应具有的基本的操作技能与动手能力。

CSY2000与3000系列传感器与检测技术实验台是本公司多年生产传感技术教学实验装置的基础上，为适应不同类别、不同层次的专业需要而设计的新产品。

其优点在于：1、适应不同专业的需要，不同专业可以有不同的菜单，本公司还可以为用户的特殊要求制作模板。

2、能适应不断发展的形势，作为信息拾取的工具，传感器发展很快，可以不断补充新型的传感器模板。

3、可以利用实验台的信号源、实验电路、传感器用于学生课程设计、毕业设计和自制装置。

为了让老师、学生尽快熟悉掌握实验台的使用方法，本手册列举了一些实验示范例子，老师、学生通过实验示范例子举一反三可以自己组织开发很多实验顶目。

本手册由于编写时间、水平所限，难免有疏漏错误之处，热切期望老师与学生们提出宝贵的意见，予以完善，谢谢。

目录CSY－2000型传感器与检测技术实验台说明书 (5)CSY－3000型传感器与检测技术实验台说明书 (8)示范实验目录2000系列基本实验举例实验一应变片单臂电桥性能实验 (11)实验二应变片半桥性能实验 (17)实验三应变片全桥性能实验 (18)实验四应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 (20)实验五应变片直流全桥的应用—电子秤实验 (21)实验六应变片温度影响实验 (22)实验七移相器、相敏检波器实验 (23)实验八应变片交流全桥(应变仪)的应用—振动测量实验 (27)实验九压阻式压力传感器测量压力特性实验 (30)*实验十压阻式压力传感器应用—压力计实验 (32)实验十一差动变压器的性能实验 (32)实验十二激励频率对差动变压器特性影响实验 (37)实验十三差动变压器零点残余电压补偿实验 (38)实验十四差动变压器测位移特性实验 (39)实验十五差动变压器的应用—振动测量实验 (41)实验十六电容式传感器测位移特性实验 (43)实验十七线性霍尔传感器测位移特性实验 (45)实验十八线性霍尔传感器交流激励时位移特性实验 (48)实验十九开关式霍尔传感器测转速实验 (50)实验二十磁电式转速传感器测转速实验 (51)实验二十一压电式传感器测振动实验 (53)实验二十二电涡流传感器测量位移特性实验 (57)实验二十三被测体材质对电涡流传感器特性影响实验 (60)实验二十四被测体面积大小对电涡流传感器特性影响实验 (61)实验二十五电涡流传感器测量振动实验 (62)实验二十六光纤位移传感器测位移特性实验 (63)实验二十七光电传感器测量转速实验 (66)实验二十八光电传感器控制电机转速实验 (67)实验二十九温度源的温度调节控制实验 (75)实验三十 Pt100铂电阻测温特性实验 (79)实验三十一Cu50铜电阻测温特性实验 (85)实验三十二 K热电偶测温特性实验 (86)实验三十三 K热电偶冷端温度补偿实验 (92)实验三十四 E热电偶测温特性实验 (95)实验三十五集成温度传感器(AD590)的温度特性实验 (96)实验三十六气敏传感器实验 (99)实验三十七湿度传感器实验 (100)实验三十八数据采集系统实验—静态举例 (102)实验三十九数据采集系统实验—动态举例 (104)3000系列实验(包含2000系列基本实验外，还包含以下实验。

用多普勒效应测速的原理及应用

用多普勒效应测速的原理及应用肖健（北京工业大学实验学院电子信息工程系）摘要：阐述用实验分析多普勒测速效应的原理及具体应用方法。

实验中用水波代替了原本的声波，通过波纹的疏密清晰的反映了多普勒效应。

关键词：多普勒效应；速度；由于波源或观察者相对于介质有相对运动时，观察者所接收到的波频率有所变化的现象就叫做多普勒效应．这种现象是奥地利物理学家多普勒（1803～1853）于1842年首先发现的，因此以他的名字命名。

1 多普勒效应验证方法我们可以用水波代替声波（都是机械波），做如下演示实验．在盛有清水的大水槽中，以一端粘有直径约为8ｍｍ的石蜡球的细弹簧作为弹簧单振子，使单振子与水面接触，若使单振子沿竖直方向周期性地上下击打水面，这时，水面上就形成向四周传播的周期性同心圆波．若将振动着的单振子在水面上向右平移、便可看到从振源中心到右槽壁间的波纹变密、波长缩短，右壁接收圆波的频率变大，而振源中心到左槽壁的波纹变疏，波长增大，左槽壁接收圆波的频率变小，该实验仪器结构简单，易于取材，制作简便，便于操作，直观性强，可信度高，具有较好的实验效果．实验结果表明，单振子（振源）本身的频率并没有改变，而是水槽壁（接收者）接收的水波的频率发生了变化。

2 测速原理多普勒测速仪是利用波的多普勒效应这一原理制成的,其原理是用波照射运动着的物体,运动物体反射或散射波,由于存在多普勒效应,反射或散射波将产生多普勒频移,利用产生频移的波与本振波进行混频再经过适当的电子电路处理即可得到运动物体的运动速度. 我们假设多普勒测速仪静止,运动物体的运动速度为v,运动物体的运动方向与多普勒测速仪的测速方向在同一直线上.如图1图一3 声波测速为了得到多普勒测速仪所接收到的由于存在多普勒效应而频移的声波频率与运动物体运动速度之间的关系,我们分两步进行讨论.第一步,多普勒测速仪发射声波,运动物体接收到其所发射的声波.在这个过程中,多普勒测速仪作为波源是静止的,而运动物体作为波接收器以速度v运动.设多普勒测速仪所发射的声波频率为f,运动物体所接收到的声波频率为f′,声波的传播速度为v0,则由图1得(1)第二步,运动物体反射或散射声波,多普勒测速仪接收到其所反射或散射的声波.在这个过程中,运动物体作为波源以速度v运动,而多普勒测速仪作为波接收器静止.设多普勒测速仪接收到的声波频率为f″,由第一步我们知道,运动物体所反射或散射的声波频率为f′,于是由图1得(2)把(1)式代入(2)式得(3)由(3)式得(4)(4)式即为被测物体的运动速度v与多普勒测速仪所发射的声波频率f、多普勒测速仪所接收到的由于存在多普勒效应而频移的声波频率f″以及声波的传播速度v0之间的关系。

超声检测方法

第十四页，编辑于星期三：八点四十六分。
(2)探头选择
目前应用最广、数量最多的超声换能器是以
压电效应为原理的超声换能器，它将来自发射
电路的电脉冲加到压电晶片上，变成同频率的
机械振动，从而向被检测对象辐射出超声波。
探头耦合剂
超声波
缺陷
工件
第十五页，编辑于星期三：八点四十六分。
同时，它又将从声场中反射回来的声信号转换成电信号，送入接收、放大电路，变为可供在荧光屏上观察和判断的检测信号。
第二十一页，编辑于星期三：八点四十六分。
同时，吸收块在靠近压电晶片的地方、其声
阻抗尽可能接近压电晶片的声阻抗。
通常是从工艺上采取措施，提高环氧树脂钨粉吸收块的声阻抗值、使之接近压电晶片，是制作高分辨力探头的关键。
当然采用高阻尼吸收块将显著降低超声检测
的灵敏度，因此应视具体情况综合考虑这两方面的要求。
对斜探头来说，除了考虑获得所需的波型及足
够的声能外，还应注意不致由于斜楔的存在而使杂波增加，影响缺陷波形的判别。
必须认真设计斜楔的形状，使斜楔中由界面反
射回来的声能不回到压电晶片上来。
斜楔的材料一般都采用有机玻璃，在斜楔的某
些部位增填吸收材料，以便把从斜楔与工件界面
反射回来的杂波尽可能吸收掉。
第二十四页，编辑于星期三：八点四十六分。
固定缺陷位置的水浸探伤，要选用聚焦探头。
对微小缺陷，一般采用高频探头。
第四十二页，编辑于星期三：八点四十六分。
频率上限由衰减大小决定，下限则由检测灵
敏度、脉冲宽度和声束指向性决定。
对横波斜探头来说，为了使工件中的折射角
度范围能覆盖到 90o，探头斜楔中的声速应小于

实验报告-超声实验

【实验题目】超声实验【实验记录与分析】一超声波及其探测器的主要性能的表征A 直探头（1）观察超声脉冲波型，测量超声频率周期数=n 时间 =n T μs周期 ==n T T n / μs 频率 ==T f /1 MHz （2）测量纵波声速与直探头延迟时间初始波时间 =0t μs 第一次反射波时间 =1t μs第二次反射波时间 =2t μs 样品厚度=H mm纵波声速 =-=)/(212t t H C mm/μs探头延迟时间 =--=2012t t t t d μs(3) 测量超声波扩散角（选做）小孔深度=B H mm 最大回波位置 =0x mm半高回波位置（左）=1x mm 半高回波位置（右）=2x mm扩散角=-=)2||arctan(221BH x x θ B 斜探头（1）观察超声脉冲波型，测量超声频率周期数=n 时间 =n T μs周期 ==n T T n / μs 频率 ==T f /1 MHz（2）测量横波声速、斜探头延迟时间以及入射点位置小圆半径=1R mm 大圆半径=2R mm 探头前缘位置 =1L mm初始波时间 =0t μs 小圆回波时间 =1t μs 大圆回波时间 =2t μs 横波声速 =--=)/()(21212t t R R C mm /μs探头延迟时间 =---=0122112t R R t R t R t d μs 入射点与探头前缘的距离 =-=12L R L mm（3）测量折射角（各个距离参见图1）=A L mm =B L mm =A H mm =B H mm=Ao L mm =Bo L mm()()=----=A B A B A B H H L L L L 00arctan β图1 折射角测量示意图（4）测量超声波扩散角（选做）小孔深度=B H mm 最大回波位置 =0x mm半高回波位置（左）=1x mm 半高回波位置（右）=2x mm 扩散角=-=βθ221cos )2||arctan(2BH x x 二超声探伤利用直探头测量缺陷深度初始波时间=0t μs 缺陷反射波时间 =c t μs缺陷深度（计算） ==)/2--c(t H d 0c c t t mm缺陷深度（实测） ='c H mm 相对误差=-'c c 'c H /|H H |（1）利用斜探头探测缺陷的深度和水平距离（各个距离参见图2）初始波时间=0t μs 缺陷反射波时间 =c t μs探头前缘位置 =c X mm缺陷深度（计算） ==βcos 2)--c(t H d 0c c t t mm 缺陷深度（实测） ='c H mm 相对误差=-'c c 'c H /|H H |缺陷水平位置（计算） =+-=c X L t t βsin 2)--c(t x d 0c c mm 缺陷水平位置（实测） ='c x mm 误差=-|x |c 'c x mm图2 超声探伤示意图三超声成像(选作)【总结与讨论】成绩（满分30分）：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ 指导教师签名：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ 日期：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽附：超声成像记录实验人：实验时间：。

实验四十-超声波实验

1 逐差法处理数据的优点是什么？ 2 为什么换能器要在谐振频率条件下进行声速测量？ 3 试举三个超声波应用的例子，它们都是利用了超声波的哪些特性？
萨如图形就可以测得超声波的波长。
相位差与李萨如图形的关系
当移动接收换能器时将会发现：不仅椭圆的幅值大小会随发射——接收的距离L发生变化，而且椭圆的相位亦发生变化。
相位差图
实验内容
用驻波法或相位法测量声音在空气中或水中的速度。
实验步骤
一．寻找系统的谐振频率
1.转动丝杆寻找信号幅度最强的位置. 2.调节信号发生器的频率，使示波器上的信号幅度最大，此时信号发生器输出的频率值即为本系统的谐振频率f0
实验四十超声波实验
实验目的
了解声波在空气中传播的特性了解压电换能器的功能了解声波的产生、发射和接受方法进一步掌握示波器、信号发生器的使用方法加深对波的传播、干涉、驻波、振动合成等理
论知识的理解。
学习驻波法和相位法测试超声波在空气、水中的传播速度
实验器材
ZKY-SS声速测定实验仪（信号源、测定仪、水槽）、示波器
由纵波性质和驻波理论可知，接收面按振动位移来说处于波节时,接收到的声压相应达到最大值,所接受电信号最强。
声压变化与接收器位置的关系
移动接受器时、示波器所显示的信号幅度会由极大逐渐变小、然后再变大、相邻二次达到极大值的距离为／2.
二.相位比较法（李萨如图形法）
示波器x, y轴输入波的相位差： 2L / 因为L改变一个波长时，相位差就改变 2 。利用李
波腹:振幅最大的点. 对应的位置：
cos 2 x / 1 x n / 2 (n 0,1, 2 )
波节:振幅最小的点. 对应的位置：

超声学实验报告手写

超声学实验报告手写日期：XXXX年XX月XX日实验目的1. 了解声音的产生和传播原理；2. 学习超声波的特性和超声检测技术；3. 熟悉超声波在医学影像中的应用。

实验器材与原理器材1. 超声波发生器2. 超声波探头3. 示波器4. 计算机原理超声波是指频率高于20kHz的声波，由于其频率较高，能够产生较短的波长，因此在传播过程中表现出很强的直线传播特性。

超声波在介质中传播时会发生折射、反射和散射等现象，利用这些特性可以实现对物体的探测和成像。

实验步骤1. 将超声波发生器和超声波探头连接好，接通电源；2. 调节超声波发生器的频率和幅度，观察超声波的传播过程；3. 放置不同形状和材质的物体在超声波探头前方，观察超声波与物体的相互作用；4. 利用示波器连接超声波探头，观察超声波信号的波形；5. 将示波器与计算机连接，将超声波信号转化为数字信号，并进行数据处理；6. 根据数据处理的结果，通过计算机显示出物体的超声图像。

实验结果与分析通过实验观察，我们发现超声波在传播过程中并不受空气的影响，因此可以在无氧的环境中进行探测。

同时，超声波在传播过程中会受到不同材料物体的反射和散射的影响，从而得到物体的形状和内部结构信息。

通过示波器观察超声波信号的波形，我们发现它的幅度较小且频率较高，这与超声波的特点相符。

将超声波信号转化为数字信号后，利用计算机进行数据处理，我们可以得到物体的超声图像。

通过对超声图像的分析，我们可以判断出物体的组织结构、检测器件中的缺陷等信息。

然而，需要注意的是，在超声波成像中，由于不同材料的声阻抗不同，会产生一定的反射和折射，从而影响成像的清晰度和准确性。

因此，在实际应用中，我们需要根据情况选择合适的超声波频率和探头类型，使得成像效果达到最优。

实验总结通过本次实验，我们初步了解了超声学的基本原理和应用。

超声波作为一种无损检测技术，在医学影像学、工业检测和无损检测等领域得到了广泛应用。

然而，还有许多关于超声波声场调制、超声探头设计和成像算法等方面的研究需要深入。

phylab

前言CSY2000系列传感器与检测技术实验台是本公司多年生产传感技术教学实验装置的基础上，为适应不同类别、不同层次的专业需要，最新推出的模块化的新产品。

其优点在于：1、能适应不同专业的需要，不同专业可以有不同的菜单，本公司还可以为用户的特殊要求制作模板。

2、能适应不断发展的形势，作为信息拾取的工具，传感器发展很快，可以不断补充新型的传感器模板。

3、指导教师和学生自己可以开发与组织新实验，本公司可以提供空白的模板。

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CSY2000系列传感器与检测技术实验台主要用于各大、中专院校及职业院校开设的“传感器原理与技术”“自动化检测技术”“非电量电测技术”“工业自动化仪表与控制”“机械量电测”等课程的实验教学。

CSY2000系列传感器与检测技术实验台上采用的大部分传感器虽然是教学传感器（透明结构便于教学），但其结构与线路是工业应用的基础，希望通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解，并在实验的进行过程中，通过信号的拾取，转换，分析，掌握作为一个科技工作者应具有的基本的操作技能与动手能力。

本实验指导书，由于编写时间，水平所限，又是初次试用，难免有疏漏廖误之处，热切期望实验指导老师与学生们，能提出宝贵的意见，谢谢。

实验目录实验一金属箔式应变片――单臂电桥性能实验实验二金属箔式应变片――半桥性能实验实验三金属箔式应变片――全桥性能实验实验四金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验实验五金属箔式应变片――温度影响实验实验六直流全桥的应用――电子秤实验实验七交流全桥的应用――振动测量实验实验八扩散硅压阻压力传感器的压力测量实验实验九扩散硅压阻压力传感器差压测量实验＊实验十差动变压器的性能实验实验十一激励频率对差动变压器特性的影响实验实验十二差动变压器零点残余电压补偿实验实验十三差动变压器的应用――振动测量实验实验十四电容式传感器的位移特性实验实验十五直流激励时霍尔式传感器的位移特性实验电容传感器动态特性实验实验十六交流激励时霍尔式传感器的位移特性实验实验十七霍尔测速实验实验十八磁电式转速传感器的测速实验霍尔式传感器振动测量实验实验十九用磁电式原理测量地震＊霍尔式传感器的应用――电子秤实验实验二十压电式传感器振动实验实验二十一电涡流传感器的位移特性实验实验二十二被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验实验二十三被测体面积大小对电涡流式传感器的特性影响实验实验二十四电涡流传感器测量振动实验实验二十五电涡流测转速实验＊实验二十六光纤传感器的位移特性实验实验二十七光电转速传感器的转速测量实验实验二十八利用光电传感器测转速的其它方案＊实验二十九集成温度传感器的温度特性实验实验三十铂电阻温度特性实验实验三十一铜电阻温度特性实验光纤传感器测量振动实验实验三十二K型热电偶测温实验光纤传感器的测速实验实验三十三E型热电偶测温实验实验三十四热电偶冷端温度补偿实验＊实验三十五气敏传感器实验实验三十六温度传感器实验热电阻温度特性实验实验三十七数据采集系统实验――静态举例实验三十八数据采集系统实验－－动态举例实验三十九PSD位置传感器测定位移实验实验四十PSD位置传感器测量振动＊实验四十一扭矩传感器的不同的信号传输方式＊实验四十二超声波传感器测量距离实验实验四十三超声波传感器的方位角测定实验＊实验四十四超声自动开闭门的实验＊实验四十五CCD电荷耦合器体测定直径实验实验四十六光学系统对CCD测径系统的影响＊实验四十七光栅位移传感器位移测量实验备注：带＊号实验为思考实验，由学生自己动手组建。

关于光速的测量讨论 (2)

光速测量讨论报告科目：《物理光学》组长：组员：光速的测量讨论报告摘要：光在真空中的传播速度是一个非常重要的物理常量, 它与力学、电磁学、光学及近代物理学中的许多定理、定律都有着密不可分的关系, 故光速的测定历来为物理学界所普遍重视. 历史的长河里，一位位科学巨匠的不懈探索，光速的面纱被一缓缓挪开，不同的角度，不同的方法，光速被人们全方位了解；探索永无止境，随着探索的脚步“超光速”慢慢步入科学的殿堂。

关键词：光速超光速测量方法一、光速英文名称：velocity of light定义：电磁波在真空中的传播速度。

通常光速为c=299792458m/s。

应用学科：机械工程（一级学科）；光学仪器（二级学科）；光学仪器一般名词（三级学科）二、光速测量的历史与意义光速是经典物理学中的一个重要的基本恒量.它的数值的测定及其特性的研究与近代物理学和实验技术的许多重大问题关系密切，并在现代计量科学的发展中占有重要地位，因此它一直受到物理学家的广泛注意.1983年召开的第十七次国际计量大会正式通过了和光速直接有关的“米”的新定义:“米是光在真空中在(l/299792458)s的时间间隔内所进行的路程的长度”.由此更可显示光速的重要意义。

1、历史回顾：光的传播速度问题，在古代是有很大争论的.虽然早在公元前一百年就有人提出了光速的有限性，但在1676年以前人们一直认为是瞬时传播的.1607年，伽利略做了世界上第一个测量光速的实验，这个实验虽然没有得到肯定的结果，但其测量原理一直被后人采用。

伽利略之所以没有获得预期的结果，是因为对于光速这样大的数值来说，当时还没有精确测量极短时间的计时器。

当测量极短的时距还不可能的时候，唯一的办法是延长墓线，即采用地球外层空间的距离为基线，从而产生了测量光速的天文学方法.1676年，鲁麦(0.R6mer)总结多次观察木星蚀的周期性延迟和超前现象，认为这是光速有限性所致，并利用当时的天文数据测得光速c=214300km/s。