专利名称：一种液体介质中超声波声速的测量方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种声速的测量方法与装置，特别涉及一种液体介质中超声波声速的 测量方法与装置。
背景技术：
超声波是一种在弹性媒质中传播的机械波，通过测量其声速，可以准确了解媒质 的特性以及状态变化。超声波在各种液体中传播时，受液体中的各种物理量、化学量变化 的影响，传播速度会有较明显的变化。由于超声波在液体中传播时，声速与介质的比重、浓 度、酸度、碱度、黏度、温度等物理量的变化有关系，因此利用测量超声波声速的方法可以间 接测量多种物理量。现有的超声波声速测量手段主要有脉冲回波重合法、脉冲回波计数法等，它们都 可以实现较高测量精度，但这些方法均要求测量的液体介质低衰减且非频散(即声速随超 声频率改变)，而现实工作中经常需要通过测量不同频率对应的声速度来确定介质的物理 特性，譬如牛奶中脂肪、蛋白质含量，食用调和油中不同成分的含量均与不同频率下声速的 大小有关，由此可见传统的声速测量方法很难满足现代技术发展的需要。本发明通过特有信号处理技术，结合变声程装置实现液体介质中超声波声速的准 确测量，且适用于频散或非频散介质。

发明内容
为了克服传统的声速测量方法的不足，准确测量液体介质中的超声波声速，提供 一种液体介质中超声波声速的测量方法与装置。本发明的技术方案是，一种液体介质中超声波声速的测量方法，其特点是方法步 骤为
1.获得超声探头与超声信号反射板两个不同距离时的超声反射信号
在储有液体介质的槽中相隔一定距离放置有由发射与接收在一起的超声探头和信号 反射板，由超声探头测出并记录当时距离的超声反射信号，移动超声信号反射板，改变其与 超声探头之间的距离，记录下新的超声反射信号；
2.对获得的超声反射信进行信号处理得到不同频率对应的超声波声速
将获得超声探头与超声信号反射板两个不同距离时的超声反射信号经过信号放大，通 过高速A/D转换单元输入到计算机，并作信号处理，信号处理方法信号处理为加窗后的快 速傅里叶变换，其中窗函数由下式表示
权利要求
1. 一种液体介质中超声波声速的测量方法，其特征在于，方法步骤为(1)获得超声探头与超声信号反射板两个不同距离时的超声反射信号在储有液体介质的槽中相隔一定距离放置有由发射与接收在一起的超声探头和信号 反射板，由超声探头测出并记录当时距离的超声反射信号，移动超声信号反射板，改变其与 超声探头之间的距离，记录下新的超声反射信号；(2)对获得的超声反射信进行信号处理得到不同频率对应的超声波声速将获得超声探头与超声信号反射板两个不同距离时的超声反射信号通过信号放大单 元输入到连接计算机的高速A/D转换单元以及信号处理单元，信号处理为加窗后的快速傅 里叶变换，其中窗函数由下式表示
2.一种用于实现权利要求1所述一种液体介质中超声波声速的测量方法的装置，其特 征在于，它包括变声程装置、连接超声探头的超声信号发射与接收仪器、连接计算机信号放 大单元、A/D转换单元和信号处理单元；所述的变声程装置包括超声探头侧防漏压紧套、超 声探头、液体介质槽、超声信号反射板、超声信号反射板侧防漏压紧套、调整螺杆、超声信号 反射板位置调整支架、超声信号反射板位置调整螺母和旋转螺母定位压板；超声探头和超 声信号反射板置于液体介质槽两侧，超声探头侧防漏压紧套和超声信号反射板侧防漏压紧 套均是螺钉与液体介质槽固定在一起，调节螺钉拧紧程度压紧0型圈，0型圈与超声探头和 超声信号反射板紧密配合，实现防止液体介质漏出功能；调整螺杆与超声信号反射板固定 连接在一起，超声信号反射板位置调整支架与液体介质槽固定连接在一起，调整螺杆置于 超声信号反射板位置调整支架上，调整螺杆配有超声信号反射板位置调整螺母，信号反射 板位置调整螺母置有旋转螺母定位压板，旋转螺母定位压板通过螺钉与超声信号反射板位 置调整支架相连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于实现权利要求1所述一种液体介质中超声波声速的 测量方法的装置，其特征在于，所述超声信号反射板前部的反射面为平面，后部为锥形体逐 步过渡到长光滑圆柱体，反射面为平面减少超声界面反射干扰，超声信号反射板后部的光 滑圆柱体置于液体介质槽侧面中，用以超声信号支撑反射板前后移动。
全文摘要
本发明公开了一种液体介质中超声波声速的测量方法与装置，通过改变超声信号反射板与超声探头之间的距离，得到不同声程的超声信号，采用信号处理技术获得不同声程时超声信号的时频信号，进一步获得不同单一频率超声波在已知超声传播距离内的传播时间，进一步得到不同单一频率超声波在所测量液体介质中的声速，一种用于实现所述一种液体介质中超声波声速的测量方法的装置，包括变声程装置、连接超声探头的超声信号发射与接收仪器、连接计算机信号放大单元、A/D转换单元和信号处理单元；本发明克服了传统的声速测量方法的不足，能准确测量出液体介质中的不同单一频率超声波声速。
文档编号G01H5/00GK102128672SQ20101060588
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者侯怀书, 吴斌, 张珂, 张锁怀, 张长友 申请人:上海应用技术学院