The velocity c of ultrasonic waves

The velocity c of ultrasonic waves propagating in a liquid along the path L is given by c ¼ L/td: where: td is the time-of-flight (TOF) along the path L. The path length L is assumed to be a straight line, between two ultrasonic transducers (sending and receiving ones), immersed in a measured liquid and working in a throughtransmission mode, Fig. 1. In practice, we always observe a number of ultrasonic impulses, repeatedly reflected between two ultrasonic transducers facing each other. The first impulse received by transducer travels the path L through an investigated liquid. The next impulse will travel the path 3L, etc. To determine the speed of sound we select two subsequent ultrasonic impulses. Since our measurements are differential (time difference), a measurement of the time difference between those two ultrasonic pulses and travel distance yields the sound speed in an investigated liquid.
Sound speed measurement is difficult and uncertain when using classical physical methods. Application of digital signal processing methods to determine the time-of-flight of two subsequent ultrasonic pulses, improves considerably the accuracy of sound speed evaluation. To measure the time-of-flight we employed the crosscorrelation method . The analysis of correlation provides a measure of similarity between the two considered pulses f(t) and g(t) shifted in time. Since these two pulses are of similar shape but different amplitude and delay, the cross-correlation function reaches its maximum at t equal to the evaluated time difference corresponding to the distance 2L. The time delay was measured with uncertainty 1 ns.
The distance between the transducers was determined from the calibration measurements in water as the reference liquid.
Knowing, with high accuracy the speed of sound inwater at a given temperature (NIST data) and measuring the time-of-flight, the distance between the transducers was calculated. At ambient temperature, the distance L ¼ 10.278 mm. Distance L was evaluated with the uncertainty of 10 mm.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

C ความเร็วของคลื่นอัลตราโซนิกระจายในของเหลวตามเส้นทาง L ถูกกำหนด โดย c L ช่วง¼: ที่: td เป็นเวลาของเที่ยวบิน (TOF) ตามเส้นทาง l ความยาวเส้นทาง L จะถือว่าเป็นเส้นตรง ระหว่างสองอัลตราโซนิก (คนที่ส่ง และรับ), แช่ในของเหลววัดได้ และทำงานในโหมด throughtransmission รูปที่ 1 ในทางปฏิบัติ เรามักจะสังเกตจำนวนของแรงกระตุ้นอัลตราโซนิก ยอดซ้ำ ๆ ระหว่างสองอัลตราโซนิกหันหน้าไปทางอื่น แรงกระตุ้นแรกรับพิกัดเดินทาง L เส้นทางผ่านของเหลวการสอบสวน แรงกระตุ้นต่อไปจะเดินทางเส้นทางที่ 3L ฯลฯ การตรวจสอบความเร็วของเสียง ที่เราเลือกสองแรงกระตุ้นอัลตราโซนิกต่อมา เนื่องจากการวัดของเรามีส่วนที่แตกต่าง (เวลาต่าง), การวัดความต่างเวลาระหว่างที่พัลส์อัลตราโซนิกที่สองและระยะทางทำให้ความเร็วเสียงในของเหลวการสอบสวนการวัดความเร็วเสียงเป็นเรื่องยาก และไม่แน่นอนเมื่อใช้วิธีทางกายภาพที่คลาสสิก ประยุกต์ใช้สัญญาณดิจิตอลวิธีการประมวลผลเพื่อกำหนดเวลาของเที่ยวบินของพัลส์อัลตราโซนิกมาสอง เพิ่มมากความถูกต้องของการประเมินความเร็วเสียง การวัดเวลาบิน เราใช้วิธี crosscorrelation การวิเคราะห์สหสัมพันธ์แสดงการวัดความคล้ายกันระหว่างสองกะพริบพิจารณา f(t) และ g(t) ในเวลา ตั้งแต่พัลส์สองเหล่านี้มีรูปร่างคล้ายกัน แต่แตกต่างกันคลื่น และหน่วงเวลา ฟังก์ชั่นความสัมพันธ์ข้ามถึงจำนวนสูงสุดที่ t เท่ากับความแตกต่างเวลาประเมินที่สอดคล้องกับระยะ 2L หน่วงเวลาถูกวัด ด้วยความไม่แน่นอน 1 nsระยะห่างระหว่างการพิจารณาจากการวัดการสอบเทียบในน้ำเป็นของเหลวอ้างอิงรู้ มีความแม่นยำสูงความเร็วของเสียง inwater ที่อุณหภูมิกำหนด (NIST ข้อมูล) และการวัดเวลาบิน คำนวณระยะห่างระหว่างก้อน ที่อุณหภูมิ ระยะทาง L ¼ 10.278 มม.ความยาวระยะทางประกอบกับความไม่แน่นอน 10 มม.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

C ความเร็วของคลื่นอัลตราโซนิกการแพร่กระจายในของเหลวตามเส้นทาง L จะได้รับโดย c ¼ L / TD: ที่ไหน: TD เป็นเวลาของเที่ยวบิน (TOF) ตามเส้นทางลิตรเส้นทางความยาว L นั้นถือว่าเป็น เส้นตรงระหว่างสองก้อนอัลตราโซนิก (ส่งและรับคน) แช่ในของเหลวที่วัดได้และการทำงานในโหมด throughtransmission มะเดื่อ 1. ในทางปฏิบัติเรามักจะสังเกตเห็นจำนวนของแรงกระตุ้นล้ำซ้ำ ๆ สะท้อนให้เห็นระหว่างสองก้อนล้ำหันหน้าเข้าหากัน แรงกระตุ้นที่แรกที่ได้รับโดยการแปลงสัญญาณเดินทางเส้นทาง L ผ่านของเหลวสอบสวน แรงกระตุ้นที่ต่อไปจะเดินทางเส้นทาง 3L ฯลฯ เพื่อตรวจสอบความเร็วของเสียงที่เราเลือกสองแรงกระตุ้นอัลตราโซนิกที่ตามมา ตั้งแต่การวัดของเรามีค่า (ความแตกต่างเวลา), วัดความแตกต่างของเวลาระหว่างทั้งสองพัอัลตราโซนิกและระยะทางในการเดินทางถัวเฉลี่ยความเร็วเสียงในของเหลวสอบสวน
วัดความเร็วเสียงเป็นเรื่องยากและมีความไม่แน่นอนเมื่อมีการใช้วิธีการทางกายภาพคลาสสิก การประยุกต์ใช้วิธีการประมวลผลสัญญาณดิจิตอลในการกำหนดเวลาของเที่ยวบินของทั้งสองพัอัลตราโซนิกที่ตามมาช่วยเพิ่มมากความถูกต้องของการประเมินผลความเร็วเสียง การวัดเวลาของเที่ยวบินของเราลูกจ้างวิธีสัมพันธ์ข้าม การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ให้ตัวชี้วัดของความคล้ายคลึงกันระหว่างทั้งสองถือว่าพั f (t) และ g (t) ขยับในเวลา เนื่องจากทั้งสองพัลส์ที่มีรูปร่างคล้ายกัน แต่ความกว้างที่แตกต่างกันและความล่าช้า, ฟังก์ชั่นข้ามความสัมพันธ์สูงสุดถึงที่ t เท่ากับแตกต่างของเวลาการประเมินผลที่สอดคล้องกับระยะทาง 2L ความล่าช้าเวลาวัดกับความไม่แน่นอน? 1 NS
ระยะห่างระหว่างก้อนถูกกำหนดจากการวัดการสอบเทียบในน้ำเป็นของเหลวอ้างอิง
ผู้ทรงมีความแม่นยำสูงความเร็วของการ inwater เสียงที่อุณหภูมิที่กำหนด (ข้อมูล NIST) และการวัดเวลาของเที่ยวบินระยะห่างระหว่างก้อนที่ถูกคำนวณ ที่อุณหภูมิห้องระยะ L ¼ 10.278 มม ระยะทาง L ถูกประเมินกับความไม่แน่นอนของ 10 มม