本發明專利技術涉及一種超聲懸浮器中懸浮力的測量方法與裝置，屬于測量領域。可分為兩個部分：杠桿平衡部分和測力部分。通過杠桿平衡部分可把對聲懸浮力的測量，轉化為稱重傳感器的支撐力的測量；通過測力部分，即可測得稱重傳感器對小球4的支撐力，進而通過杠桿原理，即可得出聲懸浮力的具體數值。本發明專利技術的優點在于：精確度高(取決于稱重傳感器的測量精度)，并且成本低，結構簡單，容易操作，并且可測出超聲發射端與反射調節端之間任意位置處，不同尺寸的小球所受到的聲懸浮力。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種超聲懸浮器中駐波懸浮力的測量方法與裝置，屬于測量領域。
技術介紹
由于空間環境具有無容器、微重力、高真空等顯著特征，有利于研究材料的凝固現象和流體現象，因此空間環境被人們用于材料的準備以及各種實驗。在過去幾十年中，雖然航天技術得到了飛速的發展，但進行空間試驗的成本仍是十分昂貴。于是，在地面上模擬太空無容器效應的懸浮技術應運而生。聲懸浮技術是地面和空間條件下實現材料無容器處理的懸浮技術之一，并且與其他懸浮技術相比，聲懸浮具有以下優點:一是不受試樣是否具有電磁學性質的限制，理論上可以懸浮起任何材料；二是懸浮與加熱分別控制，可以避免過熱產生的滴流現象；三是懸浮較穩定，容易控制。隨著聲懸浮技術的發展，通過聲懸浮方法，人們不僅實現了各種金屬材料、非金屬材料和有機材料的無容器處理，還實現了在液態物性參數的非接觸測量、自由液滴的動力學研究、微劑量生物化學研究等方面的應用。從1964年第一臺聲懸浮器的設計制作到現在，聲懸浮器的懸浮能力得到了很大的提升，西北工業大學的解文軍等人設計的聲懸浮器懸浮起了地面上最重的固體銥。對于一臺聲懸浮器，其懸浮能力主要用其可以懸浮起的物體的最大密度來衡量，而沒有對其懸浮能力進行精確的量化。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對目前聲懸浮器的懸浮能力沒有量化這一問題，提出了一種可以精確測量駐波懸浮力的測量裝置與方法，通過測出的聲懸浮力的數值，對聲懸浮器的懸浮能力進行量化。本專利技術采用杠桿原理，結構簡單、容易操作，可以廣泛的應用于聲懸浮器中懸浮力的測量。技術方案:本專利技術可分為兩個部分:杠桿平衡部分和測力部分。杠桿平衡部分:橫梁8與刀座9形成刀撐，刀座9與底座7固接，底座7放置在可水平面內移動并且高度可調的平臺10上，這樣就可以測量小球在任意位置的懸浮力；螺紋桿5與橫梁8固接，調平螺母6通過螺紋連接可在螺紋桿5上左右轉動，小球4有一系列不同的尺寸，小球4上鉆有螺紋，均可與螺紋桿5通過螺紋連接，這樣就可以測量不同尺寸的小球在任意位置的懸浮力；細桿13與橫梁8固接，與鉆有螺紋的小球16通過螺紋連接；指針11與橫梁8固接，分度盤12與刀座9固接，當指針11在分度盤12的中間位置時，橫梁處于水平平衡狀態。通過杠桿平衡部分，即可把小球16所受到的聲懸浮力的測量，轉化為小球4所受到的稱重傳感器的支撐力的測量。測力部分:稱重傳感器3放置在可升降支撐臺2上，通過改變可升降支撐臺2的高度，其高度可調。通過測力部分，即可測得稱重傳感器對小球4的支撐力。本專利技術的優點:1、精確度高(取決于稱重傳感器的測量精度)，并且成本低，結構簡單，容易操作。2、可測出超聲發射端與反射調節端之間不同體積的小球所受的聲懸浮力。3、可測出超聲發射端與反射調節端之間任意位置處的聲懸浮力。附圖說明圖1是超聲懸浮力的測量裝置的三維結構示意圖。圖2是超聲懸浮力的測量裝置的二維結構示意圖。圖1是超聲懸浮力的測量裝置的三維結構示意圖，主要包括支撐架1、可升降支撐臺2、稱重傳感器3、小球4、螺紋桿5、平衡螺母6、底座7、橫梁8、刀座9、可升降平臺10、指針11、分度盤12、細桿13、小球16。其中螺紋桿5與橫梁8固接；調平螺母6通過螺紋連接可在螺紋桿5上左右轉動；小球4上鉆有螺紋，與螺紋桿5通過螺紋連接；稱重傳感器3放置于可升降支撐臺2上，高度可調；指針11與橫梁8固接；細桿13與橫梁8固接，與小球16通過螺紋連接；分度盤12與刀座9固接；刀座9與底座I固接，與橫梁8形成刀承；底座7放置于平臺10上，平臺10可水平面內移動且高度可變。具體實施例方式本裝置是超聲懸浮力的測量裝置，其結構參考圖1和圖2。將橫梁8放置于刀座9上，刀座9與底座7固接，螺紋桿5、細桿13均固結在橫梁8上，調平螺母6通過螺紋連接可在螺紋桿5上左右轉動，小球4、小球16分別與螺紋桿5、細桿13螺紋連接，通過調節可升降支撐臺2來調節稱重傳感器3的高度，稱重傳感器3與小球4接觸，同時二者之間沒有力的作用。這樣就形成了一個完整的超聲懸浮測力裝置。使用本裝置測量超聲駐波懸浮力時，具體造作步驟如下:1、將小球16放置于超聲發射端17與反射調節端15之間，要測量聲懸浮力的位置處。2、通過調節調平螺母6，使指針11處于分度盤12的中間位置，即:使橫梁8處于水平平衡狀態。3、通過調節可升降支撐臺2來調節稱重傳感器3的高度，稱重傳感器3與小球4剛好接觸，同時二者之間沒有力的作用。4、給換能器19接通電源，則稱重傳感器3的顯示表盤上會有示數，通過讀取稱重傳感器3的示數，再通過杠桿原理，即可算出超聲懸浮器在小球16所處高度處的懸浮力。5、通過調節底座7、稱重傳感器3的高度，重復步驟1、2、3、4，即可得出該尺寸的小球，在超聲發射端17與反射調節端15之間任意位置處的聲懸浮力。6、通過更換不同尺寸的小球4，重復步驟1、2、3、4、5，即可得出不同尺寸的小球，在超聲發射端17與反射調節端15之間任意位置處的聲懸浮力。權利要求1.一種聲懸浮力的測量裝置，包括支撐架1、可升降支撐臺2、稱重傳感器3、小球4、螺紋桿5、平衡螺母6、底座7、橫梁8、刀座9、平臺10、指針11、分度盤12、細桿13、小球16。其特征在于:螺紋桿5與橫梁8固接；調平螺母6通過螺紋連接可在螺紋桿5上左右轉動；小球4有一系列不同的尺寸，小球4上鉆有螺紋，均可與螺紋桿5通過螺紋連接，這樣就可以測量不同尺寸的小球所受的懸浮力；稱重傳感器3放置于可升降支撐臺2上，高度可調；指針11與橫梁8固接；細桿13與橫梁8固接，與小球16通過螺紋連接；分度盤12與刀座9固接；刀座9與底座7固接，與橫梁8形成刀承；底座7放置于平臺10上，平臺10可水平面內移動且高度可變，這樣就可以測量小球在任意位置的懸浮力。2.按權利要求1所述的聲懸浮力的測量裝置，其特征在于:螺紋桿5與橫梁8固接，調平螺母6通過螺紋連接可在螺紋桿5上左右轉動，小球4上鉆有螺紋，與螺紋桿5通過螺紋連接；細桿13與橫梁8固接，與鉆有螺紋的小球16通過螺紋連接；指針11與橫梁8固接，分度盤12與刀座9固接；橫梁8與刀座9形成刀撐，刀座9與底座7固接，這樣就形成了杠桿平衡部分。通過杠桿平衡部分，使小球16所受到的聲懸浮力的測量，轉化為小球4所受到的稱重傳感器的支撐力的測量。3.按權利要求1所述的聲懸浮力的測量裝置，其特征在于:稱重傳感器3放置在可升降支撐臺2上，通過改變可升降支撐臺2的高度，其高度可調，這樣就形成了測力部分。通過測力部分，即可測得稱重傳感器對小球4的支撐力，再通過計算即可得出小球16所受到的聲懸浮力。全文摘要本專利技術涉及一種超聲懸浮器中懸浮力的測量方法與裝置，屬于測量領域。可分為兩個部分杠桿平衡部分和測力部分。通過杠桿平衡部分可把對聲懸浮力的測量，轉化為稱重傳感器的支撐力的測量；通過測力部分，即可測得稱重傳感器對小球4的支撐力，進而通過杠桿原理，即可得出聲懸浮力的具體數值。本專利技術的優點在于精確度高(取決于稱重傳感器的測量精度)，并且成本低，結構簡單，容易操作，并且可測出超聲發射端與反射調節端之間任意位置處，不同尺寸的小球所受到的聲懸浮力。文檔編號G01L1/00GK103115702SQ20131002810公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月5日 優本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種聲懸浮力的測量裝置，包括支撐架1、可升降支撐臺2、稱重傳感器3、小球4、螺紋桿5、平衡螺母6、底座7、橫梁8、刀座9、平臺10、指針11、分度盤12、細桿13、小球16。其特征在于：螺紋桿5與橫梁8固接；調平螺母6通過螺紋連接可在螺紋桿5上左右轉動；小球4有一系列不同的尺寸，小球4上鉆有螺紋，均可與螺紋桿5通過螺紋連接，這樣就可以測量不同尺寸的小球所受的懸浮力；稱重傳感器3放置于可升降支撐臺2上，高度可調；指針11與橫梁8固接；細桿13與橫梁8固接，與小球16通過螺紋連接；分度盤12與刀座9固接；刀座9與底座7固接，與橫梁8形成刀承；底座7放置于平臺10上，平臺10可水平面內移動且高度可變，這樣就可以測量小球在任意位置的懸浮力。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉建芳，焦曉陽，張凱，路崧，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：
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