09声速测量
国家标准批准发布公告2009年第9号(总第149号)－－关于批准197项国家标准的公告
国家标准批准发布公告2009年第9号(总第149号)－－关于批准197项国家标准的公告
文章属性
•【制定机关】国家质量监督检验检疫总局(已撤销),国家标准化管理委员会•【公布日期】2009.08.27
•【文号】国家标准批准发布公告2009年第9号[总第149号]
•【施行日期】2009.08.27
•【效力等级】部门规范性文件
•【时效性】现行有效
•【主题分类】标准化
正文
国家标准批准发布公告
（2009年第9号总第149号）
国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准以下197项国家标准，现予以公布（见附件）。
2009年8月27日
备注：1.GB/T 5953-1999已被代替完
2.从即日起，废止GB/T 21783-2008塑料毛细管法和偏光显微镜法测定部分结晶聚合物的熔融行为（熔融温度或熔融范围）。
声速测井的测量条件与影响因素的分析
实性和可靠性 。这里就声速测井 的影响因素进行探 讨 ， 在工 作 中发现 问题 、 决 问题 提 供 思路 。 为 解
１ 影 响声 波 测 量 效 果 的 因 素
１１ 仪器 放 大 倍数 ．
当接 收器 接 收到 的声 波 信 号较 小 时 ，如 果 通 道 放 大倍 数偏 低 ， 号被 压 制 ， 信 首波 （ 地层 纵 波 ） 能 触 不 发单 收或 双 收计数 器而被 后续 波 （ 层横 波 ） 发 ， 地 触 使 时差 增 大 ， 生 “ 波跳跃 ” 象 ， 重时 还会 产生 “ 产 周 现 严 飞
煤矿 现 代化
２１ 年第３ ０２ 期
每釜 璺 塑
声速测 井的测量条件 与影 响因素 的分析
张 元基
（ 甘肃煤 田地质局 一三三队， 甘肃 白银 ７ ０ １ ） ３９ ３
摘 要 声速作为一种测井参数， 在煤 田测 井工作 中越来越受到重视 ， 它不仅 可以用来判 断岩性、 划分煤层 ， 还可 以用来计算地层弹性参数 ， 尤其在 电性条件差的地 区对划分煤层具有 相 当重要的作用 ， 但其测量条件选择 比较复杂， 往往得不到理想的效果。文章对声速测井的测 量 条件和 影 响 因素 进行 了分 析 ， 出 了相应 的 改善措 施和 解决 方法 ， 相 关人 员参考 或借 鉴 。 提 供 关键 词 声速 测 井 ； 源距 ；井径 ； 层 ； 波发射 功 率 地 声 中图分 类号 ：Ｄ１４ Ｔ ７ 文献 标志码 ： 文章 编 号 ：０ ９ ０９ （０ ２０ —０ ８ ０ Ａ １０— ７７ ２ １ ）３ ０ ５－ ４
图 １ Ｔ Ｃ ３ 的 “ 波跳 跃 ” 征 （ 龙 煤 矿 Ｚ ６ ３） ＹＳ 一 Ｑ 周 特 双 Ｋ０
点”声波信号不能触发计数器 ， （ 计数器的计数时间被 仪器限定，时差出现极大值 ） 。这对测量低速地层不 表 现 为 “ 毛刺 ” ， ）其显 著 特征 是 ： 收 时差 减 小 、 收 单 双 单 ， 如 。 利， 如煤层和泥岩。因此， 仪器 的放大倍数不能太低。 时差增 大 （ 收影 响双 收 ）或 双 收时差 减小 ， 图 ２ Ｔ Ｓ 一 Ｑ 的“ 波 跳 跃 ” 征 是 ： 如果 单 收 时 ＹＣ３ 周 特 ① 差 增 大 、 收时差 减小 、 收影响 双收 ， 明单收存 在 双 单 表 “ 周波 跳跃 ” 现象 ； ②正 常情况 下 双收 时差都 是低 于单 收时 差 的 ， 或与 单 收时 差接 近 ， 果 双 收 时差 明显 高 如 于单 收时差 ， 是双 收存在 “ 则 周波 跳跃 ” 现象 ， 图 １ 如 。 当然 ， 这种情况并不排除声波发射功率偏低 的 可 能 （ 常仪 器 的放 大 倍 数都 调 得 很 高 ） 由于声 波 通 ， 信号太弱而产生“ 周波跳跃 ” 现象。 图 １ 析 ：图 １是 煤层 上 的声 速测 井 曲 线 ， 分 单 收 在 煤 层 上 时 差 较 低 （４ ｓ ， 部 出 现 时 差 增 ４９ ／ 局 ｍ） 大现象 ， 而且影 响双收 ， 使双收时差减小 ， 这是一种 不 正 常 曲线 反 映 ， 收 存 在 “ 波 跳 跃 ” 象 ； 常 单 周 现 正 情况下双收时差应该低 于单收时差 ， 或与单收时差 图 ２ Ｔ Ｓ 一 Ｑ 的 “ 前 触 发 干 扰 ” 征 （ 山 湖 ７ ２） Ｙ Ｃ３ 提 特 平 ０ 接近 ， 图 １中， 但 双收时差（２ ｓ 却 明显高于单 ７６ ／ ｍ）是 单 收 还是 双 收 ， 有 不 都 可能产生“ 提前触发干扰 ”主要是杂波干扰 ， （ 曲线上
声速测量仪器的原理公式
声速测量仪器的原理公式
1.时间差法
时间差法是一种常见的测量声速的方法，原理是通过测量声波在介质
中传播的时间，然后根据声波传播距离来计算声速。
这种方法适用于气体、液体和固体介质。
首先，需要知道声波的传播时间。
通过发送一个声波信号并接收它的
回波，可以测量声波的传播时间。
根据声波的传播距离和传播时间，可以
使用以下公式计算声速：
声速=传播距离/传播时间
传播距离可以通过测量声波从发射器到接收器的距离得到。
传播时间
可以通过测量声波从发射器到接收器的时间间隔得到。
2.干涉法
干涉法是另一种常用的测量声速的方法，原理是利用声波的干涉现象
直接测量声波的频率和波长，从而计算声速。
这种方法适用于气体和液体
介质。
首先，需要知道声波的频率和波长。
声波的频率可以通过发射器发送
的信号的频率得到。
波长可以通过测量声波在介质中的传播距离和相应的
声波周期得到。
然后，使用以下公式计算声速：
声速=频率×波长
其中，频率单位为赫兹（Hz），波长单位为米（m）。
综上所述，声速测量仪器的原理公式主要包括时间差法和干涉法。
时间差法通过测量声波的传播时间和传播距离来计算声速，而干涉法利用声波的频率和波长直接计算声速。
这些测量方法在不同的实际应用中具有不同的优势，但它们都是通过测量声波的传播特性来计算声速。
声速测量实验的探讨
γ2 e
- 2 al 2 l - x -
λ 4
=
A 0γ 2e
λ - a 2l - x - 4
- 2 al 1-γ 1γ 2e
( 8)
亦是最大值 . 把所有正向波等效为一列波
y
+
= y 1+ + y 2+ + y 3+ + …
( 9)
把所有负向波等效为一列波
图3 入射波 、 反射波叠加原理图
y
2 声压方程
本实验中示波器显示的波形实际上不是位移波 形 , 而是声压波形 , 在接收器处之所以能够接收到叠 加波的信号 , 本质上是接收器处感受到波的声压 . 根据声学理论 , 在一维情况下 , 若忽略媒质对声波的 吸收 , 则声压与空气中分子的位移之间的关系为 p 5y = ks , 其中 k s 为媒质的绝热体质弹性系数 . 将 5x 式 ( 11) 代入 , 可得到各点处的声压波动方程为 5y p = ks = 5x π πx π + π 4 2 ω 2 ω 2 - A - sin λ λ cos t + λ A - A sin t - λx (13) 仅在 A
Abstract :A kind of t he sound speed measurement called t he resonant interfering met hod is analyzed t heoret 2 ually. So t hat t he st udent s can understand t he physical pict ure of t his experiment more clearly. Key words :sound speed measurement ; sound wave ; resonance interference met hod ; standing wave ; sound pressure
09 大学物理实验 声速的测量
/2 /2 /2 /2 /2
声压驻波分布
L
2、相位比较法 S2接收声波并转换为电信号，该电信号与输 入到S1的电信号频率相同，仅相位有所延迟， 相位延迟量与超声波在S1和S2之间传播的距 离有关：
2
L
如果将发射端和接收端输出的电信号分别分 别输入到示波器的x，y轴，这两个信号在示 波器上将显示出李萨如图形。
二、实验装置介绍
本实验使用信号发生器输出一个高频交流电信 号到超声发生器，用于产生超声波，超声接收 器接收到超声波后通过换能器转变为电信号， 并输出到示波器，进行观察测量。 超声声速测定仪
信号发生器
发射换能器 接收换能器
Y 示波器
S1
S2
超声声速测定仪由两个换能器（一个发射端， 一个接收端）、鼓轮和标尺组成。转动鼓轮可 使一个换能器在导轨上移动，移动距离可由标 尺和鼓轮读出。
2.计算超声波在空气中传播速度的公认值，对共 振干涉法和相位比较法测得的声速分别计算定 值误差。
三、波长的测定
1、共振干涉法
超声发生器（S1）发出的声波，经空气传播到接 收器（S2），S2在接收声波信号的同时反射部分 声波信号。如果S2与S1严格平行，入射波即在接 收面上垂直反射，当S1和S2之间的距离L满足下 式：L= n /2 （n=1、2..）时，形成驻波。
L
S1发射
S2反射
当S1和S2之间的距离L连续改变时，示波器 上的信号幅度呈现周期性的变化，振幅从最 大变到另一个最大说明接收器移动了λ/2的距 离 ，而S2移动的距离可由标尺和鼓轮读出， 从而计算出波长λ 。
超声波在空气中的传播速度是温度的函数，其 理论值计算公式为：
t 0
t ( C ) 1 273.15
声速测量实验
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
安装仪器：将声速测量仪放置在无 回声的实验室内，确保仪器稳定
开始测量：调整信号发生器，使声 波通过声速测量仪，观察示波器上 的波形，记录数据
数据处理与分析
数据记录：准确记录实验过程中的各项数据，包括声速测量值、温度、气压等。
数据处理：对收集到的数据进行处理，包括数据清洗、异常值处理等。
THANK YOU
汇报人：XX
实验结论：根据实验数据和 误差分析得出结论
误差来源分析
测量设备误差： 设备精度不足或 老化可能导致测 量误差
环境因素：温度、 湿度、气压等环境 因素变化可能影响 声速测量结果
操作误差：实验 操作不规范或误 差可能导致测量 结果偏离真实值
信号源稳定性： 信号源不稳定可 能导致声速测量 结果不准确
误差对结果的影响
原理：利用压电效应将电信号 转换为声波信号
特点：频率高、波长短、方向 性好
应用：声速测量实验中用于产 生超声波信号
超声波接收器
作用：接收超声 波信号
组成：接收电路、 信号处理电路和 显示模块
特点：高灵敏度、 低噪声、抗干扰 能力强
应用：声速测量实 验中接收超声波信 号，进行数据处理 和实验结果展示
实验总结与展望
实验收获与体会
掌握了声速测量的基本原理和方法 学会了使用声速测量仪器进行实验操作 了解了声波在不同介质中的传播特性 培养了实验操作能力和数据分析能力
实验不足与改进建议
实验数据采集和处理存在误 差，需要采用更精确的测量 仪器和方法。
实验操作过程不够规范，需 要加强实验技能培训。
存储实验数 据和结果
显示实验图 像和波形
实验步骤
测量声速的声速测量实验
测量声速的声速测量实验在物理学中，声速是指声波传播的速度。
声波是一种机械波，需要介质传播，因此声速的测量非常重要，不仅用于科学研究，还在工程和医学等领域有广泛的应用。
本文将详细介绍声速测量的实验过程，包括实验准备、实验步骤以及实验结果的应用。
1. 实验准备在进行声速测量的实验前，我们需要的一些实验仪器和材料如下：- 声源：例如音叉或者声振子等可以产生不同频率声波的设备。
- 麦克风：用于接收产生的声波并将其转化为电信号。
- 计时设备：例如计时钟、秒表等。
- 介质：声波传播需要介质，通常使用空气作为介质，以确保实验的控制和一致性。
- 温度计：用于测量实验环境的温度，因为声速与介质的温度有关。
- 尺子：用于测量声源与麦克风的距离，以计算声波传播的时间和速度。
2. 实验步骤接下来，我们将详细阐述声速测量的实验步骤。
第一步：准备好实验装置，并将麦克风放置在固定的位置上。
同时，测量麦克风与声源之间的距离，并记录下这个值。
第二步：将声源产生声波，并确保声源正向麦克风传播声波。
可以将声源固定在一个恒定的位置上，以确保声波传播方向的一致性。
第三步：打开计时设备，并启动麦克风接收声波。
当声波到达麦克风的时候，麦克风会将声波转化为电信号，计时设备会记录下声波传播所经历的时间。
第四步：重复以上实验步骤多次，并记录下每次实验的结果。
然后计算出每次的声速值，并对它们取平均值，以提高实验数据的准确性。
第五步：在每次实验前后测量环境的温度，并将其考虑进声速的计算中。
因为声速与温度具有一定的关系，根据声速公式可以进行修正。
3. 实验结果的应用和其他专业性角度声速测量实验不仅可以用于理解声波传播的基本原理，还在实际应用中有着广泛的用途。
以下是几个应用方面的介绍：工程领域：在建筑工程和土木工程等领域，测量声速可以用来评估材料的质量。
例如，声速可以用来检测墙壁中的空隙或者材料强度的均匀性。
另外，声速测量也可以用于声学设计，确保声音在房间内的合适传播。
测量声速的原理
测量声速的原理
声速是指声波在介质中的传播速度。
测量声速的原理可以通过测定声波传播的时间和传播的距离来实现。
一种常用的方法是通过测量声波在空气中的传播时间和传播距离来计算声速。
首先，在已知温度和大气压力的条件下，可以根据声速与温度和压力之间的关系得到近似值。
然后，选择一个较远的距离，例如在一个广阔的地区，设置一个发射器和一个接收器，它们之间的距离为已知的L1。
实验开始时，发射器发出一个声波脉冲。
当声波到达接收器时，接收器将会接收到声波信号。
通过计算发射器发出声波到接收器接收到声波之间的时间差Δt，可以使用以下公式计算声速V：
V = 2L1 / Δt
为了提高测量的精确度，可以在不同的温度和大气压力下进行多次测量，并取平均值。
除了上述的方法，还有一些其他的测量声速的原理。
例如，可以使用光束和声波的干涉和衍射来测量声速。
在这种方法中，光束和声波以不同的速度传播，由此可以推导出声速。
此外，还可以利用超声波在材料中的传播时间来测量材料中的声速。
超声波在材料中传播的时间与声速成正比。
通过测量超声波传播的时间和已知的材料厚度，可以计算出声速。
总之，测量声速的原理主要是通过测量声波在介质中传播的时间和距离来实现。
不同的测量方法可以根据具体的实验条件和材料来选择。
声速的研究——精选推荐
声速的研究09级物理系方晟0930*******【实验目的】本实验要求研究声速的测量方法，并测量空气、液体或固体中的声速【实验原理】1.共振法测声速从发射源发出的一定频率的平面声波经空气传播，在严格平行的接受面上垂直反射，入射波与反射波相干涉形成驻波。
改变接收器与发射源之间的距离L等于半波长的整数倍，驻波的幅度达到最大，波腹也达到最大。
在移动接收器的过程中，相邻两次达到共振所相应的接受面之间的距离即为半波长。
因此，若保持频率ν不变，通过测量相邻两次接受信号达到极大值时接受面之间的距离ΔL=（λ/2），以V=νλ便可计算得出声速。
2.相位法测声速发射波通过传声媒质到达接收器，同一时刻，发射处波与接收处波地相位不同，相位差可以利用李萨如图来观察，φ和频率ω，传播时间t之间有以下关系：φ=ωt同时，ω=2π/T，t=L/V，λ=TV，代入，有φ=2πL/λ当L=nλ/2（n=1、2、3……）时，可得φ=nπ实验时，通过改变发射器与接收器之间的距离，可观察到相位的变化，而当相位差改变π时，相应的距离L的改变即为半个波长，由波长和频率可求出声速。
3.时差法测声速信号发生器产生调制后的连续波由发射换能器发出一系列的脉冲，声波在介质中传播，经过时间t到达距离发射器L处的接收器，根据关系式V=ΔL/Δt就可以计算得出声速值。
4.理想气体中的声速值声波在理想气体中的传播可以认为是绝热过程，可表示为V=γ2RΘμ (1)式中R为气体普适常量（R=8.314J/(mol·k)，γ是气体的绝热指数（气体比定压热容之比），μ为分子量，Θ为气体的热力学温度，若以摄氏温度θ计算，则有：Θ=ΘO+θ，Θo=273.15k代入（1）式，可得V= γRμ(ΘO+θ)=γRμΘO1+θΘO=VO1+θΘO (2)对于空气介质，0O时的声速VO=331.45m/s，若同时考虑到空气中蒸汽的影响，校准后声速公式为V=331.45(1+θΘO )(1+0.3192P wP)m/s (3)式中PW为蒸汽的分压强，P为大气压强。
测声速实验报告
测声速实验报告随着科技的不断发展，测量声速的实验也变得越来越重要。
声速是一项非常重要的物理量，它不仅能够帮助我们了解声音在不同介质中的传播速度，还能用于研究材料的物理特性。
本文将介绍一项用于测量声速的实验，并对实验结果进行分析。
实验器材和原理这项实验中，我们需要使用以下器材：1. 声速计（也称为声波频率计）2. 声源3. 信号发生器4. 驱动器（也称为音叉）实验的原理基于声波在不同介质中传播的速度相对于空气来说的变化。
基本上，声波传播速度取决于介质的密度、压力和温度。
在标准温度和压力下测量声速时，它的值约为340米/秒。
在该实验中，我们将使用声速计来测量声波的传播速度。
实验步骤1. 将声源放置于安静的环境中。
2. 将驱动器在音叉上挂起，并将其固定到声源上。
3. 打开信号发生器并将其连接到驱动器上。
4. 调整信号发生器的频率以便产生所需的声波。
5. 将声速计插入介质中（例如水中）以便测量声波的传播速度。
6. 开始记录实验的数据：首先记录驱动器震动的频率，然后测量声波从驱动器传入介质中的时间t1。
接着，接收到声波的声速计将声波传递的时间t2记录下来。
7. 重复步骤6，记录多次数据以提高实验的准确性。
数据分析和讨论通过实验数据的记录和统计，我们可以计算出介质中声波的传播速度。
具体计算方法为：v=s/(t2-t1)其中，v是声波的传播速度，t1和t2分别是声波从驱动器到达介质和从介质到达声速计所需的时间，s是声波传播的距离（例如介质的深度）。
需要注意的是，在进行实验时要确保驱动器震动的频率保持稳定，因为频率的变化可能会对实验结果产生较大的影响。
此外，为了提高实验的准确性，我们建议进行多次实验并对数据进行平均值计算。
结论通过本实验，我们可以测量介质中声波的传播速度，并了解声速与介质密度、压力和温度的关系。
声速的测量对实际应用有着重要的意义，例如可以用于研究媒介材料的物理特性并确定它们的实际用途。
在进行声波速度测试时，需要注意操作流程并确保实验数据准确无误。
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六、实验内容及实验数据处理
1．共振干涉法测空气中声速（声源频率 ；室温 ）
振幅最大位置
L0
L5
L1
L6
L2
L7
L3
L8
L4
L9LI测量值ຫໍສະໝຸດ =2相位比较法测空气中声速（声源频率 ；室温 ）
位相差 的位置
L0
L5
L1
L6
L2
L7
L3
L8
L4
L9
Li测量值
=
3.相位比较法测水中声速（声源频率 ；室温 ）
式中 是气体的比热比和摩尔质量，T为绝对温度，R为普适气体常数。由上式可知，声速仅与气体的温度和性质有关，与声源的频率无关。
在传播媒质的温度为t0C时，干燥空气声速为：
2.测量声速的实验方法
声速的测量方法可分为两类：
第一类：直接根据传播距离S和所需时间t与声速的关系式V=S/t，测量传播距离S和所需时间t后即可算出声速，称为“时差法”。这是工程应用中常用的方法。
（2）先进行粗测，在示波器屏上观察在测量范围内是否保证有______个清晰的测试点。然后测量L值。
3利用共振干涉法、相位比较法测水中的声速
将上述连接好的实验装置放入专用的水槽中，并与上面测量空气中的声速方法、步骤相同，测量声波在水中的传播速度。
五、注意事项
①声波源S接在信号源的功率输出端！
②测量前一定要调好共振频率！
实验名称：声速测量
姓名学号班级
桌号教室第一实验楼411
实验时间20年月日时段
一、实验目的
1.了解声波在空气中和水中的传播速度与媒质状态参量的关系；
2.学习两种测量空气、水中声速的方法；
二、实验仪器与器件
声速测定仪；低频信号发生器；示波器；电缆线三条
三、实验原理及计算公式：
1.声波在空气中的传播速度
在理想气体中的传播速度：
（2）先进行粗测，在示波器屏上观察在测量范围内是否保证有______个清晰的测试点。然后测量L值。
2相位比较法测空气中的声速
（1）按图7-5-6接好实验装置。即：声波源S1与__________________相接并与示波器______________相接，接收器S2与_________________相接。调节S1和S2的端面相互平行，并与移动方向相互垂直；调节信号发生器的__________参数（大约_______），使示波器屏上看到_____________图形。当示波器屏上出现____________时，即为测量点的标记位置。
L波节= 可测量波长。
（2）相位比较法：根据行波特点：沿波传播方向上的任何两点，其相位和声源相位之间的相位差相等时，这两点间的距离就是波长的整数倍。据此可以测量波长。
四、实验内容及步骤
1共振干涉法测空气中的声速
（1）按图7-5-4接好实验装置。即：声波源S1与__________________相接，接收器S2与_________________相接。调节S1和S2的端面相互平行，并与移动方向相互垂直；调节信号发生器的__________参数（大约_______），使____________与______________形成共振。当系统发生共振时，在示波器屏上将看到_____________图形。且声压最大处对应图形的_____________位置。
第二类：利用声源波长、频率与声速的关系式 ，测量出声波频率f和波长 ，算出声速v。本实验用第二类方法测量声速。
其中：声波频率f可直接由信号发生器的频率读出，本实验的主要任务是测量声波的波长。波长可以用下面两种方法测量：
（1）共振干涉法：声波在S1（声波源）、S2（接收器）之间，形成相互干涉叠加，叠加的波可近似地看作具有弦驻波加行波的特征。根据驻波波节与波长的关系：
位相差 的位置
L0
L5
L1
L6
L2
L7
L3
L8
L4
L9
Li测量值
=
七、定性分析测量结果的误差原因
八、 预习作业题
1．声速与那些因素有关？测量时为什么选择超声波作为声源？
2．为什么换能器要在谐振频率条件下进行声速测量？怎样判断并调整系统的谐振状态？
九、作业题
1．用共振干涉法和相位比较法测声速有何相同和不同？
2．定性分析共振法测量时声压振幅极大值随距离变大而减小的原因。（提示：是否为平面波、反射面的大小、传播和界面是否吸收等）