CN214200359U - 一种改进的超声波声速测量仪 - Google Patents

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买买提热夏提·买买提
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Abstract

本实用新型公开了一种改进的超声波声速测量仪，发射换能器和接收换能器罩设在封闭式环境仓内，所述封闭式环境仓的壳体上盘旋设置有导热管，所述导热管的进水口连接加热器，所述加热器连接水箱，所述加热器的两端通过第一电控三通阀和第二电控三通阀并连有制冷器，所述导热管的出水口接回所述水箱；所述封闭式环境仓的顶部设置有液体进口和通气孔，所述封闭式环境仓的底部设置有液体排出口。本实用新型提供的改进的超声波声速测量仪，结构简单、安装方便，能够解决不同温度和不同环境里的声速测量问题，为研究温度与声速之间的关系提供技术支持。

Description

一种改进的超声波声速测量仪
技术领域
本实用新型涉及超声测速仪技术领域，特别是涉及一种改进的超声波声速测量仪。
背景技术
通常超声测速仪由信号发生器、声速测量仪和双踪示波器组成，左端发射换能器发射端S1固定在支架上，换能器固有f＝37kHz的频率(此频率由换能器属性确定)，当信号源的正弦信号频率调节为f＝37kHz时，根据逆压电效应换能器的厚度d按正弦规律变化产生形变，从而左端信号发生器成为波源，即，发射换能器S1为发射端，超声波传播到右端接收换能器S2，根据换能器的压电效应，S1与S2使声压转化为V电压，将信号传送给示波器，S2与游标卡尺固定，通过转动鼓轮可在滑杆上移动，从而改变S1与S2之间的距离。S1与S2之间的距离Δl对应于两个相邻的共振(接收端电信号需到达最大值)，即半波长。此时声速的计算公式为v＝2fΔln/n。
在正常情况下，
Figure BDA0002984888940000011
由此式可知在标准状态(温度为0℃，压强为1atm)下，干燥空气中的声速为v0＝331.5m/s。在室温t下，干燥空气中的声速为：
Figure BDA0002984888940000012
上式中T0为273.15K。但是，目前的超声测速仪仅仅是在干燥空气环境下进行测速，并不能够针对其他环境条件下的超声波速度进行研究，不便于研究温度与声速之间的关系等，因此，研发一种能够测量不同温度环境下的声速的超声测速仪具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种改进的超声波声速测量仪，结构简单、安装方便，能够解决不同温度和不同环境里的声速测量问题，为研究温度与声速之间的关系提供技术支持。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
一种改进的超声波声速测量仪，包括：发射换能器和接收换能器，所述发射换能器和接收换能器罩设在封闭式环境仓内，所述封闭式环境仓的壳体上盘旋设置有导热管，所述导热管的进水口连接加热器，所述加热器连接水箱，所述加热器的两端通过第一电控三通阀和第二电控三通阀并连有制冷器，所述导热管的出水口接回所述水箱；所述封闭式环境仓的顶部设置有液体进口和通气孔，所述封闭式环境仓的底部设置有液体排出口。
进一步的，所述封闭式环境仓的壳体上设置有与所述导热管相匹配的凹槽，所述导热管采用半埋式嵌入所述凹槽，所述导热管的外部包裹有保温层。
进一步的，所述封闭式环境仓内设置有温度传感器，所述温度传感器连接有控制器，所述控制器分别与所述加热器、制冷器、第一电控三通阀以及第二电控三通阀电性连接。
进一步的，所述封闭式环境仓内还设置有液位传感器，所述液位传感器与所述控制器电性连接。
进一步的，所述封闭式环境仓内还设置有湿度传感器，所述湿度传感器与所述控制器电性连接。
进一步的，所述控制器连接有显示器，所述显示器用于显示所述封闭式环境仓内的环境温度。
进一步的，所述控制器为PLC控制器。
进一步的，所述加热器和水箱之间设置有水泵。
根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的改进的超声波声速测量仪，通过盘旋的导热管作为热交换中介为封闭式环境仓加热或制冷，进而创造不同的温度环境；并且封闭式环境仓通过液体进口可以注入不同的耐低温或高温的液体，为探测液体中的超声波传播速度提供技术支持；此外，封闭式环境仓通过通气孔可以注入不同的气体，通过导热管加热，为探测不同温度的气体中的超声波传播速度提供技术支持；且通过第一电控三通阀和第二电控三通阀的开关即可实现加热和制冷的切换，操作简单方便；通过控制器可以实时采集温度传感器的数据，并可根据温度数据对环境温度进行反馈调节，实现自动化控制。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例中改进的超声波声速测量仪的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中封闭式环境仓的结构示意图；
图3为现有技术中超声测速仪的结构示意图；
附图标记：1、封闭式环境仓；2、液体进口；3、第一电控三通阀；4、加热器；5、第二电控三通阀；6、制冷器；7、水泵；8、水箱；9、液体排出口；10、导热管；11、保温层；12、通气孔。
具体实施方式
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。
本实用新型的目的是提供一种改进的超声波声速测量仪，结构简单、安装方便，能够解决不同温度和不同环境里的声速测量问题，为研究温度与声速之间的关系提供技术支持。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图3所示为现有技术中超声测速仪的结构示意图，发射换能器S1和接收换能器S2均暴露在空气中，能够根据干燥空气中的声速计算超声波的声速，但是并不便于研究环境温度与声速之间的关系。
如图1-2所示，本实用新型实施例提供的改进的超声波声速测量仪，包括发射换能器和接收换能器，所述发射换能器和接收换能器罩设在封闭式环境仓1内，所述封闭式环境仓1的壳体上盘旋设置有导热管10，所述导热管10的进水口连接加热器4，所述加热器4连接水箱8，所述加热器4的两端通过第一电控三通阀3和第二电控三通阀5并连有制冷器6，所述导热管10的出水口接回所述水箱8；所述封闭式环境仓1的顶部设置有液体进口2和通气孔12，所述封闭式环境仓1的底部设置有液体排出口9。
本实用新型实施例中所述封闭式环境仓1采用圆柱形的箱体，所述封闭式环境仓1的壳体上设置有与所述导热管10相匹配的凹槽，所述导热管10采用半埋式嵌入所述凹槽，所述导热管10的外部包裹有保温层11。
所述封闭式环境仓1内设置有温度传感器、液位传感器、湿度传感器，所述温度传感器、液位传感器、湿度传感器连接有控制器，分别将温度数据、湿度数据以及液位数据传输给所述控制器，所述控制器分别与所述加热器4、制冷器6、第一电控三通阀3以及第二电控三通阀5电性连接，实现自动化控制；通过控制第一电控三通阀3以及第二电控三通阀5的连通通道实现加热或制冷工作的切换。
所述控制器连接有显示器，所述显示器用于显示所述封闭式环境仓内的环境温度，还可以显示湿度、液位等数据。
所述控制器为PLC控制器。
所述加热器4和水箱8之间设置有水泵7，所述水泵7与所述控制器电性连接。
所述改进的超声波声速测量仪的工作原理：通过液体进口2可以向封闭式环境仓1注入不同液体，并可以通过制冷器4和加热器6对导热管加热或制冷，进而控制封闭式环境仓内液体温度，改变发射换能器和接收换能器所处的液体环境，监测不同温度和不同液体环境里的声速数据，为研究温度、传播介质和声速之间的关系提供技术支持；此外，还可以通过液体排放口9排放液体，便于不同液体的替换，也可以排放液体后，监测内部的湿度，查看空气湿度对声速的影响等等；此外，通气孔12还可以注入不同的气体，并可控制气体环境温度，分析不同温度的气体中的超声波传播速度。
本实用新型提供的改进的超声波声速测量仪，通过盘旋的导热管作为热交换中介为封闭式环境仓加热或制冷，进而创造不同的温度环境；并且封闭式环境仓通过液体进口可以注入不同的耐低温或高温的液体，为探测液体中的超声波传播速度提供技术支持；此外，封闭式环境仓通过通气孔可以注入不同的气体，通过导热管加热，为探测不同温度的气体中的超声波传播速度提供技术支持；且通过第一电控三通阀和第二电控三通阀的开关即可实现加热和制冷的切换，操作简单方便；通过控制器可以实时采集温度传感器的数据，并可根据温度数据对环境温度进行反馈调节，实现自动化控制。
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种改进的超声波声速测量仪，包括发射换能器和接收换能器，其特征在于，所述发射换能器和接收换能器罩设在封闭式环境仓内，所述封闭式环境仓的壳体上盘旋设置有导热管，所述导热管的进水口连接加热器，所述加热器连接水箱，所述加热器的两端通过第一电控三通阀和第二电控三通阀并连有制冷器，所述导热管的出水口接回所述水箱；所述封闭式环境仓的顶部设置有液体进口和通气孔，所述封闭式环境仓的底部设置有液体排出口。
2.根据权利要求1所述的改进的超声波声速测量仪，其特征在于，所述封闭式环境仓的壳体上设置有与所述导热管相匹配的凹槽，所述导热管采用半埋式嵌入所述凹槽，所述导热管的外部包裹有保温层。
3.根据权利要求1所述的改进的超声波声速测量仪，其特征在于，所述封闭式环境仓内设置有温度传感器，所述温度传感器连接有控制器，所述控制器分别与所述加热器、制冷器、第一电控三通阀以及第二电控三通阀电性连接。
4.根据权利要求3所述的改进的超声波声速测量仪，其特征在于，所述封闭式环境仓内还设置有液位传感器，所述液位传感器与所述控制器电性连接。
5.根据权利要求3所述的改进的超声波声速测量仪，其特征在于，所述封闭式环境仓内还设置有湿度传感器，所述湿度传感器与所述控制器电性连接。
6.根据权利要求3所述的改进的超声波声速测量仪，其特征在于，所述控制器连接有显示器，所述显示器用于显示所述封闭式环境仓内的环境温度。
7.根据权利要求3所述的改进的超声波声速测量仪，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。
8.根据权利要求1所述的改进的超声波声速测量仪，其特征在于，所述加热器和水箱之间设置有水泵。
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