声波衰减与频率的关系

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声波的衰减函数关系

标签:文库时间:2025-02-14
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声波的衰减函数

声波在介质中传播时会被吸收而减弱,气体吸收最强而衰减最大,液体其次,固体吸收最小而衰减最小,因此对于一给定强度的声波,在气体中传播的距离会明显比在液体和固体传播的距离短。

一个声音在传播过程中将越来越微弱,这就是声波的衰减。造成声波衰减的原因有以下三个: 1.扩散衰减

物体振动发出的声波向四周传播,声波能量逐渐扩散开来。能量的扩散使得单位面积上所存在的能量减小,听到的声音就变得微弱。单位面积上的声波能量随着声源距离的平方而递减。 2.吸收衰减

声波在固体介质中传播时,由于介质的粘滞性而造成质点之间的内摩擦,从而使一部分声能转变为热能;同时,由于介质的热传导,介质的稠密和稀疏部分之间进行热交换,从而导致声能的损耗,这就是介质的吸收现象。介质的这种衰减称为吸收衰减。通常认为,吸收衰减与声波频率的平方成正比。

频率越高超声波越容易被吸收,随着传播距离增加超声波被吸收的越多,由于距离增加会使超声波吸收太多反射回来成像的强度减低。 3.散射衰减

当介质中存在颗粒状结构(液体中的悬浮粒子、气泡,固体中的颗粒状结构、缺陷、搀杂物等)而导致声波的衰减称散射衰减。通常认为当颗粒的尺寸远小于波长时,散射衰减与频率的四次方成正比;当颗粒尺寸与波长相

声波衰减国内外研究动态

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3

1945 年,美国国家水下声学研究所的 Foldy [20]

在忽略了气泡空间分布相关性的

基础上,理论上研究了气泡散射对声波传播的影响。Calflisch [21][22]

等人在 1985 年给

出了气泡非线性振动的数学模型,并对方程的有效范围及特性给出了精确的描述。 1985 年,Rubinstein [23]

等人将气泡间的相互作用计入声传播方程中,与 Foldy 理论 相对照,声速数值有所升高。朱哲民 [24]

等于 1991 年测量了气泡处于共振状态时,

含气泡水中的强二次谐波声压,并估计了混合物的等效非线性声参量。1992 年 Ruffa [25]

用三维有限元方法,探讨当气泡周期性分布时,平面声波的声场特性,得到 了含气泡区域内的有效声速及声衰减。1996 年,Feuillade [26]

将气泡的半径分布及所

处的位置等因素计入了声传播方程,讨论了声速及衰减系数。1998 年,李福新 [27]

等在计入了气泡声吸收作用的同时,讨论了气泡空间分布的相关性对含气泡水介质 中声传播特性的影响。1999 年,高永慧 [28]

等利用超声检测中的穿透法等,测量了气

水混相介质中的声速比值和声透射损失。1999 年赵晓亮 [29]

超声波衰减系数的测量-讲义及数据

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超声设计性实验: 超声波衰减系数的测量

一、实验目的:测量超声波在空气和水中的衰减系数 二、实验原理:超声波在损耗介质中的准驻波效应

O

X0

反射波 反射面 入射波 超声波 接收器 X

超声波 发生器

图1.超声波波束在空气中的传播和反射

设产生超声波的波源处于坐标系原点O,入射超声波波束沿坐标系x轴方向传播,其波动方程为:

y入=A0exp??i??t??x???

(1)

反射波的波动方程为:

y反=RA0expi??t???x?2x0???? (2)

其中,R为反射系数,??k?i?为波的传播系数,?是介质的衰减系数,k?2??是波矢。

入射波和反射波在0~x0区间叠加,其合成波的波动方程为:

y?A0exp??i??t??x????RA0expi???t???x?2x0??????x?2x?x?2x?ei?t?A0e??xcoskx?RA0e?0?cosk?x?2x0???i?A0e??xsinkx?RA0e?0?sink?x?2x0????????(3)

合成波各点均作简谐振动,其振幅分布为:

2?x?x(4)

声波衰减系数测量实验报告 - 图文

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南昌大学物理实验报告

课程名称: 大学物理实验(下)_____________

实验名称: 声波衰减系数的测量_____________

学院: 信息工程学院 专业班级:

学生姓名: 学号: __

实验地点: 基础实验大楼B104 座位号: __

实验时间: 第1周星期三下午三点四十五分_______

一、实验目的: 1、熟悉、掌握仪器的使用方法。 2、测出声波在空气中声强衰减系数。 二、实验原理: 1. 声强与声压之间的关系 声波在介质传播过程中,其能量随着传播距离的增加而逐渐减弱的现象称为声波的衰减。声功率是指声源在单位时间内辐射的总声能量,常用W表示,单位为瓦。声功率是表示声源特性的一个物理量,声功率越大,表示声源单位时间内发射的声能量越大,引起的噪声越强。声强是指在声场中垂直于声波传播方向上,单位时间内通过单位面积的声能,常以I表示,单位为瓦/平方米。声波在媒介中传播时,声强衰减如下式所

声波衰减系数测量实验报告 - 图文

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南昌大学物理实验报告

课程名称: 大学物理实验(下)_____________

实验名称: 声波衰减系数的测量_____________

学院: 信息工程学院 专业班级:

学生姓名: 学号: __

实验地点: 基础实验大楼B104 座位号: __

实验时间: 第1周星期三下午三点四十五分_______

一、实验目的: 1、熟悉、掌握仪器的使用方法。 2、测出声波在空气中声强衰减系数。 二、实验原理: 1. 声强与声压之间的关系 声波在介质传播过程中,其能量随着传播距离的增加而逐渐减弱的现象称为声波的衰减。声功率是指声源在单位时间内辐射的总声能量,常用W表示,单位为瓦。声功率是表示声源特性的一个物理量,声功率越大,表示声源单位时间内发射的声能量越大,引起的噪声越强。声强是指在声场中垂直于声波传播方向上,单位时间内通过单位面积的声能,常以I表示,单位为瓦/平方米。声波在媒介中传播时,声强衰减如下式所

超声波发生器的频率跟踪电路

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超声波发生器频率跟踪电路的几个典型应用

维普资讯

责任编辑:董鹏华电话:0 0 6 2 7 8 12 1 8 0 8 69/ -9/79转 8 6 6 9,9 01

真:0 6 2 7 9 1-8 0 8 3 0

E mal o g e g u@ 3n t - i d n p n h a 2 .e: 6

e i r o tac m dt@c sc . o o

超声波跟踪电路鲍善惠王敏慧 , (陕西师范大学应用声学研究所,西安,7()2 1X ) 6

,前言 .

也会传至换能器;而清洗槽中液面高度的变化或被清洗

所超声波发生器是超声设备的重要组成部分,负着物件的变化是难以避免的 .有这些因素都会引起换能担

向超声换能器提供超声频电能的任务 .了使换能器高器谐振频率的漂移 .如不及时调整发生器的振荡频率,为重效率地工作 .不但要求发生器提供的电能有足够的功率,换能器的工作状态就会变化 .轻则效率下降 .则停止 用即人工 )方式调整频率不但效率低下 .而而且要求其频率与换能器的谐振频率一致 .常,换能振动 .手动 (通需要发生器具有自 器的谐振频率会由于发热,负载变化,化等原因发生且不适应自动化生产的要求 .因此,老改变 .对于超声波清洗设备来说,这种现

众数、中位数、平均数与频率分布直方图的关系

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用样本数字特征估计总体数字特征(制作老师: 欧阳文丰)

众数、中位数、平均数与频率分布直方 图的关系

一 众数、中位数、平均数的概念众数、中位数、平均数都是描述一组 数据的集中趋势的特征数,只是描述的角 度不同,其中以平均数的应用最为广泛. 众数:在一组数据中,出现次数最多 的数据叫做这组数据的众数.中位数:将一组数据按大小依次排列, 把处在最中间位置的一个数据(或最中 间两个数据的平均数)叫做这组数据的 中位数.

平均数: 一组数据的算术平均数,即

x=

1 ( x1 x 2 x n ) n

1、 平均数 :由数据及频率计算平均数,即 x = x1f1+x2f2+……xkfk (其中fk是xk的频率。) 2、加权平均数 :由数据及其权数和样本容量计算平均 数 ,即 x = (x1n1+x2n2+……xknk)/n (其中nk是xk的权数, n为样本容量, 且n1+n2 +……nk=n. ) 3、 已知xn的平均数为x, 则kxn+b的平均数为kx+b。

二 、 众数、中位数、平均数 与频率分布直方图的关系(在只有频率分布直方图的情况下,也可以估计总体特征,而且直方图比较直观 便于形象地进行分析。)

1、众数在样本数据的频率分布直方图中, 就

单自由度系统自由衰减振动及固有频率、阻尼比

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单自由度系统自由衰减振动及固有频率、阻

尼比的测定实验指导书

陈安远

(武汉大学力学实验教学中心)

1.实验目的

1、了解单自由度系统模型的自由衰减振动的有关概念; 2、学习用频谱分析信号的频率;

3、学习测试单自由度系统模型阻尼比的方法。

2.实验仪器及安装示意图

实验仪器:INV1601B型振动教学实验仪、INV1601T型振动教学实验台、加速度传感器、

MSC-1力锤(橡胶头)、重块。

软 件:INV1601型DASP软件。

图1实验系统示意图

3实验原理

单自由度系统的阻尼计算,在结构和测振仪器的分析中是很重要的。阻尼的计算常常通过衰减振动的过程曲线(波形)振幅的衰减比例来进行计算。衰减振动波形示于图2。用衰减波形求阻尼可以通过半个周期的相邻两个振幅绝对值之比,或经过一个周期的两个同方向

1

振幅之比,这两种基本方式进行计算。通常以一个周期的相邻两个振幅值之比为基准来计算的较多。两个相邻振幅绝对值之比,称为波形衰减系数。

图2衰减振动波形

1、对经过一个周期为基准的阻尼计算

每经过一个周期的振幅的比值为一常量:

η=

Ai?enTd Ai?1这个比例系数η表示阻尼振动的振幅(最大位移)按几何级数递减。衰减系数η常用来表示振幅的减小

变频器电压电流频率关系

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异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。

频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性,可以用开关或标度盘进行选择。

频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此,在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。

一、引言 随着变频调速技术的发展,变频器调速已成为交流调速的主流,在化纤、纺织、钢铁、机械、造纸等行业得到广泛的应用。由于通用变频器一般采用V/f控制,即变压变频(VVVF)方式调速,因此,变频器在使用前正确地设定其压频比,对保证变频器的正常工作至关重要。变频器的压频比由变频器的基准电压与基准频

灰剂量衰减

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石灰改善土灰剂量衰减曲线探索与思考

李玉生

(江西交通工程监理公司 南昌 330008)

摘 要:通过对安徽省马芜高速公路路基石灰改善土在施工中存在的灰剂量实测值的争议而引发的对钙镁含量随时间变化进行室内试验测定与分析,提出石灰剂量随时间呈现线性关系衰减的新概念,以便做好石灰改善土的施工时间控制,并用以指导石灰土施工的灰剂量合格与否的判定。

关键词:道路工程;灰剂量测定与分析;灰剂量随时间线性衰减新概念;灰剂量判定

0 前 言

马芜高速公路是安徽省沿江城市通往江苏、上海等发达城市地区的主要通道,是沟通我国东南沿海与中西部的大通道。设计路面宽度28m双向4车道,设计行车速度为120km/h,地处平原微丘地带,下卧软土地基,周围土质多属高液限微膨胀土,含水量多在18%-25%,不适宜直接作路基填料,在路基95区必须经改善后才能使用,根据设计要求灰剂量分别为5%、5%、7%、、10%,按4层施工,每层层厚为20cm。

1 石灰改善土的施工要求

1.1原材料

土:灰土的施工一般对土的塑性指数有一定的要求,宜在(15-20)之间,因为土的塑性指数愈大,混合料的强度也愈高,混合料愈易压实,但粉碎土团困难,而砂性土无粉碎问题但难压实。本工程多为含水量较大的高液限