超聲波衰減系數(shù)的測(cè)量(共7頁(yè))

1、鍵入公司名稱大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：超聲波稅減系數(shù)的測(cè)量學(xué)號(hào)：13221013 姓名：劉彥平學(xué)院：機(jī)械與電子控制工程學(xué)院 班級(jí)：機(jī)電13012014/12/25時(shí)間：17:4021：00超聲波衰減系數(shù)的測(cè)量(cling)一、實(shí)驗(yàn)(shyn)任務(wù)：超聲波在介質(zhì)中傳播，聲波衰減與介質(zhì)的特性和狀態(tài)有關(guān)系，試用超聲聲速(shn s)測(cè)定儀研究超聲波在空氣和液體（水）中的衰減系數(shù)，并研究超聲波的頻率與激勵(lì)電信號(hào)波型對(duì)超聲波在空氣和水中的衰減系數(shù)的影響。要求衰減系數(shù)測(cè)量誤差不大于5%。二、實(shí)驗(yàn)要求：1、參閱相關(guān)資料，了解超聲波換能器種類，特別是壓電式超聲換能器工作原理。了解超聲波在不同介質(zhì)中的傳播特性。

2、2、熟悉超聲聲速測(cè)定儀和示波器的使用方法。3、采用兩種頻率的正弦波分別測(cè)試超聲波空氣和液體（水）中的衰減系數(shù)，并確認(rèn)數(shù)據(jù)結(jié)果的誤差符合設(shè)計(jì)要求。4、采用方波或脈沖波再分別測(cè)試超聲波空氣和液體（水）中的衰減系數(shù)，并確認(rèn)數(shù)據(jù)結(jié)果的誤差符合設(shè)計(jì)要求。三、實(shí)驗(yàn)儀器：信號(hào)發(fā)生器.電壓陶瓷換能器.數(shù)顯游標(biāo)卡尺.示波器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.物理模型的比較與選擇：駐波法圖1.超聲波波束在空氣(kngq)中的傳播和反射超聲波在損耗介質(zhì)(jizh)中的準(zhǔn)駐波效應(yīng)其中(qzhng)，R為反射系數(shù)，是介質(zhì)的衰減系數(shù)。因?yàn)槌暡òl(fā)生器和接收器是由同一材料制成，所以有：其中U0是信號(hào)發(fā)生器輸出電壓數(shù)值，U是示波器顯示電壓數(shù)值

3、。（2)脈沖法衰減系數(shù)的脈沖法測(cè)量原理超聲波在媒質(zhì)中傳播時(shí)的衰減系數(shù)和聲速一樣,是一個(gè)最基本的聲學(xué)量。利用超聲波聲壓、聲程乘積的自然對(duì)數(shù)與聲程成線性關(guān)系，來測(cè)量鋼鑄件超聲波衰減系數(shù)。（3）測(cè)量固態(tài)材料超聲波衰減系數(shù)的方法包括下述步驟：選取需要測(cè)量的固態(tài)材料作為樣品；選用超聲波檢測(cè)儀器，利用需要測(cè)量固態(tài)材料對(duì)超聲波檢測(cè)儀器進(jìn)行調(diào)校；使用調(diào)整好的超聲波儀器，采用常規(guī)超聲波檢測(cè)方法對(duì)需要測(cè)量的固態(tài)材料進(jìn)行超聲波檢測(cè)，至少記錄次超聲波回波的聲壓幅值及聲程值；按記錄的超聲波回波的聲壓幅值、聲程值，用常規(guī)方法建立聲壓、聲程乘積對(duì)數(shù)函數(shù)與聲程曲線圖；使用所建立的曲線圖進(jìn)行線性擬合，擬合出線性函數(shù)關(guān)系式，線性

4、函數(shù)式斜率即為現(xiàn)場(chǎng)被測(cè)量固態(tài)材料的超聲波衰減系數(shù)。（4）物理模型(mxng)的分析與比較比較分析可知，在實(shí)驗(yàn)室中，測(cè)量超聲波在空氣(kngq)和水中的衰減系數(shù)最好利用駐波法，物理模型2、3不適(bsh)用于測(cè)量。駐波法利用示波器測(cè)量得到電壓，通過平面波的衰減公式擬合得到了聲強(qiáng)衰減系數(shù)。測(cè)量結(jié)果更加可靠。2、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)一1、按照空氣中衰減實(shí)驗(yàn)裝置示意圖正確連接線路；2、調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出正弦信號(hào)的頻率，達(dá)到與換能器諧振；3、在共振條件下，調(diào)節(jié)發(fā)射頭和接收頭的距離，當(dāng)示波器上出現(xiàn)振幅最大時(shí)，記下峰值處的位置坐標(biāo)ix和峰值電壓iU，記入實(shí)驗(yàn)表格；4、多次重復(fù)步驟3，得到若干組數(shù)據(jù)。5、改變正弦信號(hào)

5、的頻率，重復(fù)上述步驟；7、對(duì)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，擬合曲線，分析數(shù)據(jù)。衰減系數(shù)為0.0234實(shí)驗(yàn)(shyn)二實(shí)驗(yàn)(shyn)步驟按照水中衰減實(shí)驗(yàn)裝置(zhungzh)示意圖正確連接線路；重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)的步驟，得到若干組數(shù)據(jù)。對(duì)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，擬合曲線，分析數(shù)據(jù)。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)在水中的衰減系數(shù)為0.0096五、實(shí)驗(yàn)(shyn)注意事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)前，了解超聲波換能器種類，特別是壓電式超聲換能器工作原理(yunl)，了解超聲波在不同介質(zhì)中的傳播特性。2、熟悉超聲聲速(shn s)測(cè)定儀和示波器的使用方法。3、實(shí)驗(yàn)時(shí)用一個(gè)換能器作為發(fā)射頭，另一個(gè)為接收頭，兩換能器的面保持互相(h xing)平行。4、在實(shí)驗(yàn)(shyn)中要及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較多，要記全。5、每次實(shí)驗(yàn)完成后，要整理(zhngl)好實(shí)驗(yàn)儀器方可離開實(shí)驗(yàn)室。內(nèi)容總結(jié)（1）學(xué)院：機(jī)械與電子控制工程學(xué)院 班級(jí)：機(jī)電1301時(shí)間：17:4021：00超聲波衰減系數(shù)的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)：超聲波在介質(zhì)中傳播，聲波衰減與介質(zhì)的特性和狀態(tài)有關(guān)系，試用超聲聲速測(cè)定儀研究超聲波在空氣