超声波驻波悬浮演示装置制造方法及图纸

本申请公开了一种超声波驻波悬浮演示装置，涉及科普演示仪器技术领域，包括支撑平台，支撑平台上面固定设置有调节装置和超声波换能器。调节装置包括调节装置底板，调节装置底板上面竖直设置有滑轨和丝杆，滑轨和丝杆上滑动设置有滑块，滑轨和丝杆的上部设置有顶板，丝杆的顶部固定设置有调节手轮。滑块的前侧固定设置有托架，托架的上面固定设置有托板，托板的上面可拆卸设置有反射板，超声波换能器位于反射板的正下方。本装置能实现精准调节形成驻波现象，解决了现有技术如采用导轨推拉实现距离调节精度不高加上演示者不熟悉而很难实现快速调节形成驻波现象的问题，该装置结构简单，成本低廉，操作方便，体积小，重量轻。重量轻。重量轻。

【技术实现步骤摘要】
超声波驻波悬浮演示装置


[0001]本申请涉及科普演示仪器
，尤其涉及一种超声波驻波悬浮演示装置。

技术介绍

[0002]声驻波现象最早是在1866年德国物理学家昆特（August Kundt）在实验中观察到的，即小灰尘颗粒向水平管中产生的驻波的压力节点移动，堆积形成的疏密颗粒堆表现了驻波的节点位置。德国物理学家布克斯和穆勒（Bucks.K, Muller.H）在1933年设计了一个声悬浮实验装置让轻质颗粒能悬浮在略低于辐射器和反射器之间驻波压力节点的位置。超声波悬浮由于科学原理和设备构成都相对简单，因此使用超声波悬浮设备在物理教学和科普展示的场合进行演示。超声波由换能器发出，在换能器辐射面和平面反射板之间的多次反射，当两者间距为半波长的倍数时，就会形成驻波。驻波的节点处在辐射声压作用下，形成稳定的高压区和低压区。根据伯努利原理，可以对有效直径小于波长的固体或液体样品上下两侧形成气压差。当气压差形成的作用力向上，并且大于样品所受重力，可以悬浮在压力节点的稳定区发生轴向悬浮。
[0003]在现有超声波驻波悬浮演示装置中，多为不可调节的结构，少数能够调节的装置则由演示者手动调节声波辐射面与反射面间距，以获得稳定的驻波，但由于调节装置的精度不够（如采用导轨推拉实现距离调节等）或者演示者用力过度，不能很好地实现快速调节形成驻波现象。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本申请采用如下技术方案实现：
[0005]一种超声波驻波悬浮演示装置，包括支撑平台、调节装置、超声波换能器以及反射板；
[0006]所述支撑平台上面固定设置有所述调节装置和所述超声波换能器；
[0007]所述调节装置包括调节装置底板，所述调节装置底板上面竖直设置有滑轨和丝杆；滑轨和丝杆二者相互平行，这样才能保证滑块顺利滑动实现上升或者下降调节。所述滑轨和丝杆上滑动设置有滑块；所述滑轨和丝杆的上部设置有顶板，顶板上面开设有与滑轨和丝杆相对应的孔，孔内设置有铜套或者轴承，滑轨和丝杆穿设在铜套或者轴承里。所述丝杆的顶部固定设置有调节手轮；
[0008]所述滑块的前侧固定设置有托架，所述托架的上面固定设置有托板，所述托板的上面可拆卸设置有所述反射板；托板的上面可以设置固定用的结构，比如夹子、螺栓孔等，以便于固定各种不同材质的反射板。
[0009]所述超声波换能器位于所述反射板的正下方。工作的时候，启动超声波换能器使其正常工作发出超声波，然后手动旋转调节手轮，调节手轮带动丝杆旋转，其上的滑块在螺纹的作用下沿着滑轨向上或者向下移动，因此也带动滑块上的托架、托板以及反射板向上或向下移动，从而实现精准调节形成驻波现象。这样的结构采用了丝杆和滑轨，能够实现非
常高精度的条件，解决了现有技术如采用导轨推拉实现距离调节精度不高加上演示者不熟悉而很难实现快速调节形成驻波现象的问题。
[0010]优选地，所述丝杆采用滚珠丝杆；这样能够提高精度延长使用寿命并减少磨损和噪音。
[0011]所述滑轨设置有两根，两根滑轨的横截面均为圆形，二者平行设置在丝杆的两侧。这样的结构使得整个装置更为稳定可靠。
[0012]优选地，所述调节装置底板的上部四周均设置有侧挡板，所述侧挡板共有四块，分别将丝杆和滑轨围挡在中间。这样的结构主要是为了保护丝杆和滑轨不受外部粉尘影响或者防止受到撞击而导致其精度下降。侧挡板的高度应当与滑轨的高度相当，能够将调节装置底板和顶板相互连接，其连接的方式采用螺丝钉连接。
[0013]优选地，所述托架的横截面呈U形结构，其采用铝合金材料制成；这样的结构便于支撑托板还不影响其与滑块和托板两个方向的固定。
[0014]所述托板采用铝合金板材制成，其上开设有反射板固定螺纹孔。
[0015]优选地，所述调节装置底板的底部固定设置有步进电机，所述步进电机的输出转轴通过联轴器与所述丝杆的底部固定连接。步进电机应当配置有步进电机控制器，这样的设计主要是考虑部分演示需要远程调节或者自动调节的需要，如装置设置在一个被玻璃罩密封起来的时候，可以采用按钮控制步进电机实现调节，或者为了能够实现快速调节，采用控制器进行自动调节等。
[0016]优选地，所述调节装置底板的上面固定设置有检测传感器，该检测传感器位于所述托板的正下方。检测传感器用于检测反射板与超声波换能器的距离的，可以用非接触式的传感器，比如超声波传感器或者激光测距传感器，能够检测距离以及速度，以便于在自动控制模式下配合步进电机实现快速调节的作用。
[0017]优选地，所述支撑平台包括支撑顶板以及平台支架，所述平台支架采用铝型材制成四脚方桌结构，其内设置有两层，每一层都设置有隔板；
[0018]所述支撑顶板上面固定设置有所述调节装置以及超声波换能器。
[0019]优选地，所述两层为上层和下层，所述上层的高度小于下层的高度，支撑顶板上开设有步进电机预留窗，用于穿入步进电机；
[0020]所述下层上放置有控制箱，所述控制箱内设有超声波发生电路、步进电机控制电路以及微控制器。步进电动机、超声波换能器、检测传感器都分别通过导线和控制箱内的对应接口连接，整个装置的调节过程都可以通过微控制器进行协同控制，这样就可以大大提高演示的效率，减少人为参与。
[0021]本申请通过在支撑平台上设置调节装置和超声波换能器，其中调节装置采用滑轨和丝杆构成，丝杆上面设置有调节手轮，通过调节手轮能够带动滑轨上的滑块上下移动，滑块上的反射板也相应移动从而实现精准调节形成驻波现象，解决了现有技术如采用导轨推拉实现距离调节精度不高加上演示者不熟悉而很难实现快速调节形成驻波现象的问题。该装置结构简单，成本低廉，操作方便，体积小，重量轻。
附图说明
[0022]图1是本申请提供的实施例一总体结构示意图；
[0023]图2是本申请提供的实施例一爆炸示意图；
[0024]图3是本申请提供的实施例二立体结构示意图；
[0025]图4是本申请提供的实施例二主视图；
[0026]图5是本申请提供的实施例二左视图；
[0027]图6是本申请提供的实施例二俯视图。
具体实施方式
[0028]为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的图1~6，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波驻波悬浮演示装置，其特征在于，包括支撑平台（1）、调节装置（2）、超声波换能器（3）以及反射板（4）；所述支撑平台（1）上面固定设置有所述调节装置（2）和所述超声波换能器（3）；所述调节装置（2）包括调节装置底板（20），所述调节装置底板（20）上面竖直设置有滑轨（21）和丝杆（22）；所述滑轨（21）和丝杆（22）上滑动设置有滑块（23）；所述滑轨（21）和丝杆（22）的上部设置有顶板（24），所述丝杆（22）的顶部固定设置有调节手轮（25）；所述滑块（23）的前侧固定设置有托架（230），所述托架（230）的上面固定设置有托板（231），所述托板（231）的上面可拆卸设置有所述反射板（4）；所述超声波换能器（3）位于所述反射板（4）的正下方。2.根据权利要求1所述的超声波驻波悬浮演示装置，其特征在于：所述丝杆（22）采用滚珠丝杆；所述滑轨（21）设置有两根，两根滑轨（21）的横截面均为圆形，二者平行设置在丝杆（22）的两侧。3.根据权利要求2所述的超声波驻波悬浮演示装置，其特征在于：所述调节装置底板（20）的上部四周均设置有侧挡板（26），所述侧挡板（26）共有四块，分别将丝杆（22）和滑轨（21）围挡在中间。4.根据权利要求1所述的超声波驻波悬浮演示装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦文潮，
申请(专利权)人：广州市赛尼思文化传播有限责任公司南宁分公司，
类型：新型
国别省市：