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PHY13 超声多普勒效应实验 
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PIC01_PHY13.png

该实验提供了基于声学或超声多普勒效应的流量测量的基础知识,并检验其对流速和多普勒角度的依赖性。


实验内容

频移,散射,多普勒效应,多普勒角,多普勒超声检查,流量测量。



术语解析

“多普勒效应”是指当发射机和接收机相对运动时,感知到的波的频率的变化。这种效果用于图像移动结构。例如,可以使用超声波来确定液体流的流速。


工作原理

这里,以特定的多普勒角耦合到液体流中的超声波的频率偏移是通过在诸如杂质的小颗粒上的波的散射来测量的。在实验中,通过泵浦功率,发射频率和发射频率的变化,研究了多普勒频移Δf对流速v(散射粒子的移动速度)和多普勒角α的依赖关系,用于不同的基频f0入射角。对于具有一个超声波探头的脉冲回波系统,应用以下关系:简化形式:Δf〜f0 v cos(α)


典型实验数据

PIC02_PHY13.png


结果分析

图形显示频率偏移和比率Δf/ cos(α),依赖于传输频率2 MHz时的不同多普勒角度的泵浦功率。 确定的多普勒频移随着转速的升高而增加,随着多普勒角变小。 对于均匀的泵浦功率,系数Δf/ cos(α)(流速v)是恒定的,即不发生角度相关的故障测量。


部件型号

50400,超声波脉冲多普勒FlowDop200

10151,超声波探头1 MHz

10152,超声波探头2 MHz

10154,超声波探头4 MHz

50130,离心泵MultiFlow

50140,多普勒液体

50201,流量测量仪

70200,超声波凝胶

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