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一种电信号激励下液面法拉第驻波产生装置   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2020-12-31
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2021-08-27
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2030-12-31
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 实用新型
申请号 CN202023290836.X 申请日 2020-12-31
公开/公告号 CN214068094U 公开/公告日 2021-08-27
授权日 2021-08-27 预估到期日 2030-12-31
申请年 2020年 公开/公告年 2021年
缴费截止日
分类号 G09B23/12 主分类号 G09B23/12
是否联合申请 独立申请 文献类型号 U
独权数量 1 从权数量 4
权利要求数量 5 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 2 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 黄嘉怡、王关晴、罗丹、陈翔翔、琚伟、徐振刚 第一发明人 黄嘉怡
地址 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街 邮编 310018
申请人数量 1 发明人数量 6
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
杭州奥创知识产权代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
王佳健
摘要
本实用新型涉及一种电信号激励下液面法拉第驻波产生装置。本实用新型包含信号发射器、信号放大器、示波器、换能器、胶状信号传输层和盛放有液体的容器。所述信号发射器输出端与信号放大器相连接,信号放大器输入输出端与分别示波器输入输出端相连,信号放大器用于监测放大前后的电信号;所述信号放大器输出端与换能器正负极相连;所述换能器顶部设有胶状信号传输层,所述胶状传输层上方设有容器。本实用新型能够清晰地演示和诠释三维驻波波动现象,便于理解法拉第驻波形成原理,并且操作方便、直观性强、趣味性高、丰富了物理实验实践教学。
  • 摘要附图
    一种电信号激励下液面法拉第驻波产生装置
  • 说明书附图:图1
    一种电信号激励下液面法拉第驻波产生装置
  • 说明书附图:图2
    一种电信号激励下液面法拉第驻波产生装置
  • 说明书附图:图3
    一种电信号激励下液面法拉第驻波产生装置
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-08-27 授权
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种电信号激励下液面法拉第驻波产生装置,包含信号发射器、信号放大器、示波器、换能器、胶状信号传输层和盛放有液体的容器,其特征在于:
所述信号发射器输出端与信号放大器相连接,信号放大器输入输出端与分别示波器输入输出端相连,信号放大器用于监测放大前后的电信号;
所述信号放大器输出端与换能器正负极相连;所述换能器顶部设有胶状信号传输层,所述胶状信号传输层上方设有容器。

2.根据权利要求1所述的一种电信号激励下液面法拉第驻波产生装置,其特征在于:所述的胶状信号传输层作为容器的底部。

3.根据权利要求1所述的一种电信号激励下液面法拉第驻波产生装置,其特征在于:所述的容器底部宽度大于胶状信号传输层宽度。

4.根据权利要求1所述的一种电信号激励下液面法拉第驻波产生装置,其特征在于:所述换能器包含动圈式扬声器、磁式扬声器、静电扬声器、压电扬声器或离子扬声器。

5.根据权利要求1所述的一种电信号激励下液面法拉第驻波产生装置,其特征在于:所述胶状信号传输层采用聚氨酯橡胶、硅酮胶、橡胶或矿脂。
说明书

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种法拉第驻波产生装置,具体是一种电信号激励下液面法拉第驻波产生装置。

背景技术

[0002] 波动及驻波理论是大学物理的基本教学内容之一,目前大学物理实验中涉及驻波理论的是振动弦驻波实验,在此实验中,仪器只能发挥演示效果,实验者无法对驻波的频率、周期、振动幅值进行精确测量。在实验教学中通常以光为载体展现相应干涉、衍射条纹等实验现象来反映相应的波动理论,实验演示现象通常都是二维结构,并且实验操作繁琐,光路调节难度大、难于直观理解,同时为使实验现象清晰,实验环境需要黑暗、封闭,造成学生眼睛疲劳,空气不通畅等问题。
[0003] 另一方面,目前流体力学中存在流体界面三大不稳定性,即重力与惯性力作用的Rayleigh‑Taylor不稳定性,界面切向速度差造成的Helmholtz不稳定性,及激波与界面相互作用产生的Richtmyer‑Meshkov(RM)不稳定性,成为流体力学中的研究热点和重要的研究领域之一。液面法拉第驻波是属于典型的RM 不稳定性问题,在日常生活和工程普遍存在,如(江或海)水面、湖面、以及池面受到激励信号时,液面产生的波动行为,以及液体输运过程中的液面晃动与共振,微重力作用下燃料舱内液体燃料与机身发生共振导致的飞行轨迹偏移等等。因此,如何理解液面法拉第驻波的形成机理,掌握法拉第驻波液面波动行为模态的变化规律,对于具有重要的现实意义。

发明内容

[0004] 本实用新型主要目的是提供一种能量传递效率高,结构简单,操作方便,直观性强、趣味性高的法拉第驻波发生装置,用于高校、中小学、及科技馆等实验教学与演示装置行业。
[0005] 本实用新型的技术方案为:
[0006] 本实用新型包含信号发射器、信号放大器、示波器、换能器、胶状信号传输层和盛放有液体的容器。
[0007] 所述信号发射器输出端与信号放大器相连接,信号放大器输入输出端与分别示波器输入输出端相连,信号放大器用于监测放大前后的电信号;
[0008] 所述信号放大器输出端与换能器正负极相连;所述换能器顶部设有胶状信号传输层,所述胶状信号传输层上方设有容器。
[0009] 进一步说,所述胶状信号传输层作为容器的底部。
[0010] 进一步说,所述容器底部宽度大于胶状信号传输层宽度。
[0011] 进一步说,所述换能器包含动圈式扬声器、磁式扬声器、静电扬声器、压电扬声器或离子扬声器。
[0012] 进一步说,所述胶状信号传输层采用聚氨酯橡胶、硅酮胶、橡胶或矿脂。
[0013] 本实用新型的有益效果:本实用新型能够清晰地演示和诠释三维驻波波动现象,便于理解法拉第驻波形成原理,并且操作方便、直观性强、趣味性高、丰富了物理实验实践教学。

实施方案

[0017] 如图1所示,本实用新型包含信号发射器1,信号发射器1输出端与信号放大器2相连接,信号放大器输入输出端与分别示波器3输入输出端通过导线4相连,用于监测放大前后的电信号,信号放大器2输出端与换能器5 正负极相连;换能器顶部6上直接设有胶状信号传输层7,胶状信号传输层7上方设有容器8,容器内盛有一定厚/深度液体9,该实施例中的胶状信号传输层7直接作为容器8底部,也可以如图2所示,容器8底部自带底部,胶状信号传输层7位于容器8底部,或者是如图3所示,容器8底部宽度大于胶状信号传输层7宽度。
[0018] 基于上述装置,本实用新型的工作过程具体是:信号发射器1发出信号,信号发射器1与信号放大器2连接;放大器放大信号,信号放大器2两端与示波器3正负极相连;示波器3对信号频率、电压、波形进行监测并调制,使放大稳定的电信号传输至换能器5,换能器将电信号进行能量转化,并在通过换能器顶部6输出垂直激励下的信号波,传输至胶状信号传输层7,胶状信号传输层7可直接作用于液体9底部(或容器8自身底面),并经垂直液面方向的垂直波动与平行于液面方向的横向波动共同作用,在液体表面形成三维法拉第驻波;本实用新型采用胶状传导层直接作为容器底面,减少了能量在不同介质界面的转换次数,提高了能量传输效率,使形成的液面法拉第驻波结构更加稳定,便于演示观测和测量。
[0019] 所述信号发射器能够产生一定电压、频率信号的正弦型、余弦型、方形、三角形等波形。
[0020] 所述信号发射器发射频率范围为0.5Hz至超声波频率。
[0021] 所述换能器种类包含动圈式扬声器、磁式扬声器、静电扬声器、压电扬声器、离子扬声器等。
[0022] 所述胶状信号传输层用作容器底面或用于消除界面缝隙,可采用聚氨酯橡胶、硅酮胶(玻璃胶)、橡胶、矿脂等胶状材料。
[0023] 所述容器内液体需具有一定最小厚度,最小厚度依据容器结构参数、流体物性、以及激励信号强弱不同而不同。
[0024] 所述容器内产生法拉第驻波的液体须有一定粘度,粘度越大生法拉第驻波结构更稳定,常规液体如水、牛奶、油、墨水等。
[0025] 本实用新型能通过信号发射器调制不同的电信号频率和电压产生单峰、双峰、三峰、四峰、五峰、六峰、八峰等多种驻波模态。
[0026] 其中单峰的调制方法:信号发射器与放大器连接,放大器两端与示波器正负极相连,放大器与换能器正负极通过导线相连,在容器中添加1.3cm厚度的水,调节信号发射器参数为9.8Hz,24V,放大器将电压放大50倍,通过示波器确定放大前后信号波形、电压及其稳定度,在容器中央产生单峰法拉第驻波,调节信号发射器的频率和电压直到单峰结构稳定即可。
[0027] 双峰的调制方法:信号发射器与放大器连接,放大器两端与示波器正负极相连,放大器与换能器正负极通过导线相连,在容器中添加1.3cm厚度的水,调节信号发射器参数为10.8Hz,24V,放大器将电压放大50倍,通过示波器确定放大前后信号波形、电压及其稳定度,在容器中央产生双峰法拉第驻波,调节信号发射器的频率和电压直到双峰结构稳定即可。
[0028] 本实用新型能够生动形象地展示驻波现象,便于理解法拉第驻波形成原理,结构简单、操作方便、直观性强、趣味性高、丰富物理实验实践教学,可广泛应用于高校、中小学、及科技馆等实验教学与演示装置。

附图说明

[0014] 图1为本实用新型一种结构示意图。
[0015] 图2为本实用新型另一种结构示意图。
[0016] 图3为本实用新型再一种结构示意图。
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