一种基于音频的伯努利原理实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于音频的伯努利原理实验装置，其特征在于：包括圆柱体玻璃容器、调音器、音响、音调发生器、气管和气泵；其中，在圆柱体玻璃容器的两底面分别放置调音器和音响，其侧面开设能插入气管的气孔，至少部分气管通过气孔插入圆柱体玻璃容器内，气管的一端与气泵连接，音调发生器与音响之间电性连接，音调发生器上安装能通过音响发出音调的软件。本发明专利技术主要有益效果是：将音频和流体巧妙的联系起来，并在此基础上来探究流速及压强的关系。克服了大型验证装置存在的体积大、耗能多、实测数据误差大等不足,具有小型化、直观、易操作、便于维修管理等优点,大大改善了实验环境。

【技术实现步骤摘要】
一种基于音频的伯努利原理实验装置
：本专利技术涉及一种中、高等院校物理实验领域，更具体地说，特别涉及到一种基于音频的伯努利原理实验装置。
技术介绍
：伯努利原理是计算工程数据及流体分析的根本出发点。伯努利原理验证实验是中、高等院校航空航天工程、水利工程、建筑工程、土木工程等专业必须学习的一个重要实验之一。目前市场上存在很多验证伯努利原理装置和实验。如：液体流通验证装置，通过吹力悬浮(吸引)小球装置。可以生动形象的证明伯努利原理，但不足之处是这些验证的方法都缺少定量证明，而只能直接观察现象得到定性结果。为了定量验证伯努利原理的实验模块，目前市场上也存在一些定量试验设备，其工作原理主要是用一个基本实验台产生空气流，流经收缩-扩张流道和一个可沿流道轴向移动的皮托管，另一端和多根独立的压力管构成多管式压力计测量气体压力，具有良好的效果，但这类设备价格昂贵，对测量方法和测量仪器的要求高，同时尺寸都比较大，也不便于教师上课携带。
技术实现思路
：本专利技术针对上述现有技术中存在的问题，提供一种基于音频的伯努利原理实验装置，采用如下技术方案：基于音频的伯努利原理实验装置，包括圆柱体玻璃容器、调音器、音响、音调发生器、气管和气泵；其中，在圆柱体玻璃容器的两底面分别放置调音器和音响，其侧面开设能插入气管的气孔，至少部分气管通过气孔插入圆柱体玻璃容器内，气管的一端与气泵连接，音调发生器与音响之间电性连接，音调发生器上安装能通过音响发出音调的软件。在某些实施例中，还包括基座，基座包括底座和支架，底座上安装支架，圆柱体玻璃容器以横放的形式安装在支架上。在某些实施例中，在圆柱体玻璃容器的侧面开设三个气孔，三个气孔之间间隔均匀布置。在某些实施例中，音调发生器为手机或IPAD，通过音响发出音调的软件为GarageBand。在某些实施例中，调音器上有显示音调的显示屏。在某些实施例中，在气泵上设有不同的档位，通过不同档位来输出不同的气压。与现有技术相比，本专利技术的主要有益效果是：将音频和流体巧妙的联系起来，并在此基础上来探究流速及压强的关系。克服了大型验证装置存在的体积大、耗能多、实测数据误差大等不足,具有小型化、直观、易操作、便于维修管理等优点,大大改善了实验环境。附图说明：本专利技术上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：图1揭示了本专利技术某些实施例中，一种基于音频的伯努利原理实验装置的安装结构示意图。图2揭示了本专利技术某些实施例中，一种基于音频的伯努利原理实验装置中圆柱体玻璃容器的示意图。具体实施方式：参考图1并结合图2，图1揭示了本专利技术某些实施例中，一种基于音频的伯努利原理实验装置的安装结构示意图。图2揭示了本专利技术某些实施例中，一种基于音频的伯努利原理实验装置中圆柱体玻璃容器的示意图。在图1和图2的某些实施例中的基于音频的伯努利原理实验装置，包括圆柱体玻璃容器1、调音器2、音响3、音调发生器4、气管5和气泵6；其中，在圆柱体玻璃容器1的两底面分别放置调音器4和音响3，其侧面开设能插入气管5的气孔7，至少部分气管5通过气孔7插入圆柱体玻璃容器1内，气管5的一端与气泵6连接，音调发生器4与音响3之间电性连接，音调发生器4上安装能通过音响发出音调的软件。进一步地，还包括基座，基座包括底座81和支架82，底座上81安装支架82，所述圆柱体玻璃容器1以横放的形式安装在支架82上。进一步地，在圆柱体玻璃容器1的侧面开设三个所述气孔7，三个气孔7之间间隔均匀布置。进一步地，音调发生器为手机或IPAD，通过音响发出音调的软件可以为GarageBand。进一步地，调音器上有显示音调的显示屏。进一步地，在气泵6上可以设有不同的档位，通过不同档位来输出不同的气压。作为某些实施例的优选项，气泵6可以为充气泵并设有四档，分别为第一档、第二档、第三档和第四档，并且档位越高，输出的压强越大。以不同档位打开气泵可向气管中增压通气，能控制气管周围空气的压强大小。作为某些实施例的优选项，气管5可以是软质透明材料组成的透明管，圆柱体玻璃容器可以是圆柱体玻璃管。将调音器和小音响用3M胶带分别粘贴在圆柱体玻璃管两个底面，将音响通过手机或IPAD链接数码音乐创作软件GarageBand。工作原理如下：可以利用手机或IPADAPP软件发出不同频率的声音，产生不同的气流速度，来探究流速及压强的关系。GarageBand是iOS和macOS上的免费数字乐器App，可以容易发出doremifasolasi的标准音,分别计为1234567。各个音之间的区别在于它们的频率不同，这些音调可以被调音器测得，并显示在调音器的小屏幕上，对应关系分别为1-C,2-D,3-E,4-F,5-G,6-A,7-B。如果在软件上按1音，则调音器的屏幕上会显示C，如果空气密度不变的话，则此对应关系不会有偏置。这是因为同一音调的声音在标准大气压的空气中通过时，声音的频率变化并不大。但如果声音周围的气流变为低压空气或高压空气，则声音的频率就会改变。本实验装置当气泵打开增压时，透明管周围的空气压强会变大，所以从音响发出来的标准音会被改变，即标准音发生偏置，并且气泵档数越高，压强变化越明显，则标准音的偏置程度越大。另一方面，当音响发出的标准音音调越高，如使GarageBand发出do的声音，再发出so的声音可以看到充气泵上的压力指示表数值减小，而当音调调低，充气泵上的压力指示表数值增加。实验表明，空气的压强与它的流速有关,流速越大,压强越小；反之亦然。从而验证伯努利原理。音调与声源振动频率的具体关系：音调越高，频率越大，音调越小，频率越小。声音频率高低与气流速度的具体关系：声音频率越高，空气振动次数多，气流速度加快。气流速度与气压的具体关系：气体忽略重力，其流速度与气压的具体关系满足伯努力方程p+(1/2)*ρv^2＝Const(式中p为流体中某点的压强，v为流体该点的流速，ρ为流体密度),故速度越大，气压越低，速度越小，气压越大。气泵向玻璃管通气增压，有4挡开度，挡数越大，输出压强越大。实施例一：a.在关闭气泵的状态下使音响分别依次发出1234567，然后记录调音器显示出的字母并记录偏置程度。b.将气泵打开并置于一档位置，使音响分别依次发出1234567，然后记录调音器字母并记录偏置程度。c.将气泵置于第二、第三和第四挡位置，重复步骤a～b。具体实验数据记录如表1。表1实验装置实测数据记录从实验数据中得出，如果将气泵打开，则调音器不能准确的测到音响发出的标准音，总是比标准音偏小，说明气流速度减小。并且气泵的档数越高，偏置程度越明显。以上示意性的对本专利技术及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本专利技术的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本专利技术创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于音频的伯努利原理实验装置，其特征在于：包括圆柱体玻璃容器、调音器、音响、音调发生器、气管和气泵；其中，在圆柱体玻璃容器的两底面分别放置调音器和音响，其侧面开设能插入气管的气孔，至少部分气管通过气孔插入圆柱体玻璃容器内，气管的一端与气泵连接，音调发生器与音响之间电性连接，音调发生器上安装能通过音响发出音调的软件。

【技术特征摘要】
1.一种基于音频的伯努利原理实验装置，其特征在于：包括圆柱体玻璃容器、调音器、音响、音调发生器、气管和气泵；其中，在圆柱体玻璃容器的两底面分别放置调音器和音响，其侧面开设能插入气管的气孔，至少部分气管通过气孔插入圆柱体玻璃容器内，气管的一端与气泵连接，音调发生器与音响之间电性连接，音调发生器上安装能通过音响发出音调的软件。2.如权利要求1所述的基于音频的伯努利原理实验装置，其特征在于：还包括基座，基座包括底座和支架，底座上安装支架，所述圆柱体玻璃容器以横放的形式安装在支架上。3.如权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：周虹，陆文华，齐长存，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31