它也能用來(lái)測(cè)量媒質(zhì)中的聲衰減系數(shù),但準(zhǔn)確度不高。
聲干涉儀有變程干涉儀和定程干涉儀兩種基本類型。
變程干涉儀的發(fā)展較早,20世紀(jì)20年代就已出現(xiàn),適用于流體媒質(zhì)中測(cè)量。它主要由輻射壓電晶片(見(jiàn)壓電性)和一塊可移動(dòng)的剛性反射板組成,兩者嚴(yán)格平行,中間充滿待測(cè)流體媒質(zhì),兩者距離可以精密地調(diào)節(jié)。為了避免溫度、靜壓等因素對(duì)聲速的影響,根據(jù)要求的測(cè)量準(zhǔn)確度,還須采用恒溫裝置甚至恒壓措施。晶片被激發(fā)后向媒質(zhì)發(fā)射平面超聲波,經(jīng)反射板反射,使得晶片和反射板間發(fā)生聲波的干涉而形成駐波。這時(shí)晶片的輻射阻抗隨晶片和反射板間的距離而周期地變化。改變這兩者間的距離時(shí),就可發(fā)現(xiàn)晶片的電參量(電流或端電壓)將隨距離周期性變化,在一系列特定距離上相間出現(xiàn)一系列極大值和極小值。根據(jù)駐波原理,相鄰兩次極大值(或極小值)之間所移動(dòng)的距離就等于聲波的半個(gè)波長(zhǎng)。精確測(cè)定從某一極大(小)值開(kāi)始,到達(dá)其后出現(xiàn)n個(gè)極大(小)值時(shí)反射板所移動(dòng)的總距離L,就可求得聲波的波長(zhǎng)λ=2L/n,再利用精確測(cè)定的聲波頻率值 f,就可求得媒質(zhì)的聲速
c=λf=2Lf/n。
因?yàn)轭l率的測(cè)量準(zhǔn)確度可以極高,所以變程干涉儀測(cè)量聲速的準(zhǔn)確度主要限于長(zhǎng)度測(cè)量的準(zhǔn)確度,目前最高約達(dá)10-4~10-5的準(zhǔn)確度。在上述變程干涉儀的基礎(chǔ)上, 曾有過(guò)多種改進(jìn),例如,用一接收晶片代替反射板,并且利用接受晶片輸出電壓的極值來(lái)進(jìn)行測(cè)量,就是所謂雙晶片干涉儀,適用于測(cè)量衰減較大的媒質(zhì)。變程干涉儀不適用于固體媒質(zhì),因而在20世紀(jì)30年代末期又出現(xiàn)了定程干涉儀。
定程干涉儀把輻射晶片和反射板(或接收晶片)間的距離保持為固定值d,而連續(xù)調(diào)變發(fā)射聲波的頻率。這時(shí)可發(fā)現(xiàn)晶片的電參量將在一系列特定頻率上相繼出現(xiàn)極大值和極小值,根據(jù)相鄰兩個(gè)共振頻率之差Δf可求得聲速
с=2dΔf。
定程干涉儀測(cè)量聲速絕對(duì)值的準(zhǔn)確度同樣限于長(zhǎng)度的測(cè)量準(zhǔn)確度,也僅為10-4~10-5的數(shù)量級(jí)。但因d為常數(shù),測(cè)量聲速變化的準(zhǔn)確度卻只受頻率測(cè)量準(zhǔn)確度的限制,故可大為提高,達(dá)10-7的數(shù)量級(jí)。用共振曲線的形狀還可求得媒質(zhì)在頻率f時(shí)的聲衰減系數(shù)為α=πf/Qс,式中Q為這時(shí)共振曲線的品質(zhì)因素,但測(cè)量準(zhǔn)確度也不高。定程干涉儀的原理可用于固體媒質(zhì),把輻射晶片貼在固體試樣的一個(gè)端面,另一端面任其自由或貼上接收晶片就可實(shí)現(xiàn)測(cè)量,但應(yīng)考慮所貼晶片對(duì)共振頻率的貢獻(xiàn)而加以修正,故計(jì)算公式將較復(fù)雜。 聲干涉儀
一般的變程干涉儀和定程干涉儀都有聲衰減測(cè)量準(zhǔn)確度不高和測(cè)量費(fèi)時(shí)的缺點(diǎn)。為了提高聲衰減測(cè)量準(zhǔn)確度,出現(xiàn)了所謂脈沖干涉儀,它發(fā)射的是連續(xù)波和脈沖波列的組合,仍用干涉原理測(cè)量聲速,同時(shí)用脈沖波列的方法來(lái)獲得較高準(zhǔn)確度的聲衰減測(cè)量。此外,由于近年來(lái)電子技術(shù)的發(fā)展,已使許多新設(shè)計(jì)的聲干涉儀實(shí)現(xiàn)了聲速和聲衰減的自動(dòng)測(cè)量。
別爾格曼著,曹大文等譯:《超聲》,國(guó)防工業(yè)出版社,北京,1964。 W.P.Mason, ed.,Physical Acoustics, Vol.8,Chap.3,Academic Press, New York, 1971.同濟(jì)大學(xué)聲學(xué)研究室編:《超聲工業(yè)測(cè)量技術(shù)》,上海人民出版社,上海,1977。
干涉原理上來(lái)說(shuō),白光和激光沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別,就是頻率有差別而已 。但目前使用的大部分邁克爾遜干涉儀是 白光式的。
白光干涉儀是用于對(duì)各種精密器件表面進(jìn)行納米級(jí)測(cè)量的儀器,它是以白光干涉技術(shù)為原理,光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)擴(kuò)束準(zhǔn)直后經(jīng)分光棱鏡后分成兩束,一束經(jīng)被測(cè)表面反射回來(lái),另外一束光經(jīng)參考鏡反射,兩束反射光最終匯聚并發(fā)...
哪位大神給詳細(xì)說(shuō)說(shuō)白光干涉儀的工作原理?急用
白光干涉儀是用于對(duì)各種精密器件表面進(jìn)行納米級(jí)測(cè)量的儀器,它是以白光干涉技術(shù)為原理,光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)擴(kuò)束準(zhǔn)直后經(jīng)分光棱鏡后分成兩束,一束經(jīng)被測(cè)表面反射回來(lái),另外一束光經(jīng)參考鏡反射,兩束反射光最終匯聚并發(fā)...
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我國(guó)第一臺(tái)多用途、高精度的光學(xué)測(cè)試儀器—JDG-1型激光多用干涉儀,最近在安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所研制成功.這臺(tái)儀器可用于測(cè)量光學(xué)零件的平面度、平行度、球面
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用激光干涉儀系統(tǒng)進(jìn)行精確的線性測(cè)量 — 最佳操作及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 1 簡(jiǎn)介 本文描述的最佳操作步驟及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)主要針對(duì)使用激光干涉儀校準(zhǔn)機(jī)床如車床、銑床以及 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的線性精度。但是,文中描述的一般原則適用于所有情況。與激光測(cè)量方法相 關(guān)的其它項(xiàng)目,如角度、平面度、直線度和平行度測(cè)量不包括在內(nèi),用于實(shí)現(xiàn) 0.1 微米即 0.1 ppm 以下的短距離精度測(cè)量的特殊方法(如真空操作)也不包括在內(nèi)。 微米是極小的距離測(cè)量單位。( 1 微米比一根頭發(fā)的 1/25 還細(xì)。由于太細(xì),所以肉眼無(wú) 法看到,接近于傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的極限值)。可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)及更高分辨率的數(shù)顯表的廣泛 使用,為用戶提供了令人滿意的測(cè)量精度。盡管測(cè)量值在小數(shù)點(diǎn)后有很多位數(shù),但并不表 明都很精確。(在許多情況下精度比顯示的分辨率低 10-100 倍)。實(shí)現(xiàn) 1 微米的測(cè)量分 辨率很容易,但要得到 1 微米的測(cè)量精度需要特別注意一些細(xì)節(jié)。本文