專利名稱：擺動(dòng)式聲多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及聲學(xué)類實(shí)驗(yàn)裝置。
技術(shù)背景在聲學(xué)多普勒效應(yīng)中，當(dāng)聲源與觀察者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者所接受到的頻率會(huì) 發(fā)生有規(guī)律的變化?，F(xiàn)有聲學(xué)多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀采用的是固定導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)換能器在導(dǎo)軌 上運(yùn)動(dòng)，操作不方便，運(yùn)動(dòng)換能器和控制器的連接線對(duì)運(yùn)動(dòng)有一定的影響，當(dāng)聲源運(yùn)動(dòng) 模式向觀察者運(yùn)動(dòng)模式轉(zhuǎn)換時(shí)還要重新調(diào)節(jié)兩個(gè)換能器的方向，換能器運(yùn)動(dòng)時(shí)噪聲干擾 較大。發(fā)明內(nèi)容為了更好的開展聲學(xué)多普勒效應(yīng)的演示，能分別進(jìn)行聲源運(yùn)動(dòng)和觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)的聲 多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明的目的在于提供一種即可定性又可作定量分析、操作便利、 形象直觀的擺動(dòng)式聲多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀。具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案如下擺動(dòng)式聲多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀包括由上橫桿、下橫桿、兩立柱組成的框式機(jī)架，機(jī)架 的上橫桿中部活動(dòng)連接著擺桿，擺桿的下部設(shè)有活動(dòng)超聲換能器，擺桿的中部設(shè)有光電 門擋光桿；與光電門擋光桿對(duì)應(yīng)的一側(cè)機(jī)架立柱上設(shè)有光電門；機(jī)架的下橫桿中部連接 著水平固定桿，水平固定桿的另一端上設(shè)有固定超聲換能器；所述光電門擋光桿為桿狀；所述光電門為桿狀，與光電門擋光桿對(duì)應(yīng)的側(cè)面兩端分別設(shè)有U形塊。所述擺桿上端通過軸和軸^:連接著機(jī)架的上橫桿。本實(shí)用新型裝置能使聲源或觀察者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并使用測(cè)頻裝置測(cè)出在動(dòng)態(tài)時(shí)的 頻偏；能為中學(xué)和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)提供形象直觀的聲多普勒效應(yīng)演示，既可定性又可作定 量分析，本機(jī)樣品已制作成功，測(cè)試參數(shù)與理論值基本相符，本實(shí)用新型儀器制造成本 低，操作使用方便，便于普及有一定的市場(chǎng)潛力。


圖l為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為實(shí)驗(yàn)狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明。 實(shí)施例由圖1可見，擺動(dòng)式聲多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀包括由上橫桿、下橫桿、兩立柱組成的框 式機(jī)架l;擺桿2上端通過軸和軸承4連接著機(jī)架的上橫桿，擺桿2的下部活動(dòng)安裝著活動(dòng)超 聲換能器6，擺桿2的中部安裝有光電門擋光桿3，光電門擋光桿3為桿狀；與光電門 擋光桿3對(duì)應(yīng)的一側(cè)機(jī)架立柱上安裝有光電門5,光電門5為桿狀，與光電門擋光桿對(duì) 應(yīng)的光電門5側(cè)面兩端分別裝有U形塊；機(jī)架l的下橫桿中部連接著水平固定桿7，水 平固定桿7的另一端上安裝有固定超聲換能器8。活動(dòng)超聲換能器6和固定超聲換能器8分別通過導(dǎo)線11與實(shí)驗(yàn)儀控制器9的發(fā)射 電路和接收電路連接，光電門5分別通過導(dǎo)線10與實(shí)驗(yàn)儀控制器9的光電信號(hào)輸入端 連接，見圖2，并可通過轉(zhuǎn)換開關(guān)的切換，分別進(jìn)行聲源運(yùn)動(dòng)或觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)的聲多普 勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。通過調(diào)節(jié)光電門的位置、調(diào)節(jié)活動(dòng)超聲換能器6和固定超聲換能器8的角 度，能使接收器收到最佳信號(hào)。連接活動(dòng)超聲換能器6的電纜可從擺桿內(nèi)部穿過，使用 起來既方便又可靠。發(fā)射電路采用可編程的DDS元件產(chǎn)生超聲信號(hào)，它可產(chǎn)生穩(wěn)定的 振動(dòng)頻率，以保證和換能器的固有諧振頻率一致，使換能器的工作更加可靠，工作方式 采用菜單選擇并有漢字顯示。接收電路釆用單片機(jī)控制的頻率計(jì)，它能自動(dòng)采集在運(yùn)動(dòng) 時(shí)的發(fā)射和接收信號(hào)的頻率與采樣時(shí)間，通過這些數(shù)據(jù)能驗(yàn)證聲學(xué)多普勒效應(yīng)，并由此 算出換能器的運(yùn)動(dòng)速度，還能與光電門直接測(cè)速進(jìn)行比較。具體實(shí)驗(yàn)操作如下打開實(shí)驗(yàn)儀9的控制器開關(guān)，通過菜單選擇鍵可進(jìn)入下列工作模式1、觀察者不動(dòng)，聲源靠近和遠(yuǎn)離活動(dòng)超聲換能器6連接實(shí)驗(yàn)儀9的發(fā)射端，代表聲源發(fā)出超聲波；固定超聲換能器8連接實(shí)驗(yàn)儀9的接收端，代表觀察者接收超聲波，用手動(dòng)方式使擺桿2擺動(dòng)，當(dāng)光電 門擋光桿3在經(jīng)過光電門5上的兩個(gè)U形塊時(shí)，光電門5發(fā)出控制信號(hào)，實(shí)驗(yàn)儀9采集4到光電門擋光桿3在經(jīng)過光電門5兩個(gè)U形塊的時(shí)間間隔以及這段時(shí)間內(nèi)發(fā)射波的個(gè) 數(shù)、接收波的個(gè)數(shù)，靠近和遠(yuǎn)離是根據(jù)光電門擋光桿3通過光電門5兩個(gè)U形塊的順序 來自動(dòng)識(shí)別。2、聲源不動(dòng)觀察者靠近和遠(yuǎn)離活動(dòng)超聲換能器6連接實(shí)驗(yàn)儀9的接收端，代表觀察者接收超聲波，固定超聲換能 器8連接實(shí)驗(yàn)儀9的發(fā)射端，代表聲源發(fā)出超聲波。整個(gè)工作過程與上述相同，只是通 過菜單選擇的工作模式不同。
權(quán)利要求1、擺動(dòng)式聲多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于包括由上橫桿、下橫桿、兩立柱組成的框式機(jī)架，機(jī)架的上橫桿中部活動(dòng)連接著擺桿，擺桿的下部設(shè)有活動(dòng)超聲換能器，擺桿的中部設(shè)有光電門擋光桿；與光電門擋光桿對(duì)應(yīng)的一側(cè)機(jī)架立柱上設(shè)有光電門；機(jī)架的下橫桿中部連接著水平固定桿，水平固定桿的另一端上設(shè)有固定超聲換能器；所述光電門擋光桿為桿狀；所述光電門為桿狀，與光電門擋光桿對(duì)應(yīng)的側(cè)面兩端分別設(shè)有U形塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動(dòng)式聲多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述擺桿上 端通過軸和軸承連接著機(jī)架的上橫桿。
專利摘要本實(shí)用新型涉及聲學(xué)類實(shí)驗(yàn)裝置，即擺動(dòng)式聲多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀。解決了現(xiàn)有同類實(shí)驗(yàn)裝置不能進(jìn)行定量分析、不形象直觀的問題。該包括框式機(jī)架，機(jī)架上橫桿中部活動(dòng)連接著擺桿，擺桿的下部設(shè)有活動(dòng)超聲換能器，擺桿的中部設(shè)有光電門擋光桿；機(jī)架一側(cè)立柱上對(duì)應(yīng)設(shè)有光電門；機(jī)架的下橫桿中部設(shè)有水平固定桿，水平固定桿上設(shè)有固定超聲換能器。該裝置能使聲源或觀察者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并使用測(cè)頻裝置測(cè)出在動(dòng)態(tài)時(shí)的頻偏；能為中學(xué)和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)提供形象直觀的聲多普勒效應(yīng)演示，并能進(jìn)行既可定性又可作定量分析。本機(jī)樣品已制作成功，測(cè)試參數(shù)與理論值基本相符，且操作使用方便。
文檔編號(hào)G09B23/06GK201170933SQ20072031178
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月8日
發(fā)明者鄒俊峰 申請(qǐng)人:鄒俊峰