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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料的衰减系数超声波衰减系数的测量一、实验任务：超声波在介质中传播，声波衰减与介质的特性和状态有关系，试用超声声速测定仪研究超声波在空气和液体中的衰减系数，并研究超声波的频率与激励电信号波型对超声波在空气和水中的衰减系数的影响。要求衰减系数测量误差不大于5%。二、实验要求：1、参阅相关资料，了解超声波换能器种类，特别是压电式超声换能器工作原理。了解超声波在不同介质中的传播特性。2、熟悉超声声速测定仪和示波器的使用方法。3、采用两种频率的正弦波分别测试超声波空气和液体中的衰减系数，并确
2、认数据结果的误差符合设计要求。4、采用方波或脉冲波再分别测试超声波空气和液体中的衰减系数，并确认数据结果的误差符合设计要求。三、实验仪器：空气中衰减实验装置示意图水中衰减实验装置图四、实验内容：1.物理模型的比较与选择：驻波法OX0X图1.超声波波束在空气中的传播和反射超声波在损耗介质中的准驻波效应A?A0?1?R?e?x其中，R为反射系数，?是介质的衰减系数。因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成，所以有：AU?A0U0其中U0是信号发生器输出电压数值，U是示波器显示电压数值。测量固态材料超声波衰减系数的方法包括下述步骤：选取需要测量的固态材料作为样品；选用超声波检测仪器，利用需要测量固态
3、材料对超声波检测仪器进行调校；使用调整好的超声波仪器，采用常规超声波检测方法对需要测量的固态材料进行超声波检测，至少记录次超声波回波的声压幅值及声程值；按记录的超声波回波的声压幅值、声程值，用常规方法建立声压、声程乘积对数函数与声程曲线图；使用所建立的曲线图进行线性拟合，拟合出线性函数关系式，线性函数式斜率即为现场被测量固态材料的超声波衰减系数。物理模型的分析与比较比较分析可知，在实验室中，测量超声波在空气和水中的衰减系数最好利用驻波法，物理模型2、3不适用于测量。驻波法利用示波器测量得到电压，通过平面波的衰减公式拟合得到了声强衰减系数。测量结果更加科学。2、实验步骤实验一1、按照空气中衰减实
4、验装置示意图正确连接线路；2、调节信号发生器输出正弦信号的频率，达到与换能器谐振；3、在共振条件下，调节发射头和接收头的距离，当示波器上出现振幅最大时，记下峰值处的位置坐标xi和峰值电压Ui，记入实验表格；4、多次重复步骤3，得到若干组数据。5、改变正弦信号的频率，重复上述步骤；7、对实验所得数据进行处理，拟合曲线，分析数据。衰减系数为衰减系数为实验二实验步骤近代物理实验报告物质衰减系数测量班级学号姓名时间XX年4月13日【摘要】本实验利用CD5O-BGA+型CT教学实验仪对钢质台阶形测试试件扫描，获得的射线穿透物质前后的强度数据，用最小二乘法对数据进行处理，并拟合出射线穿透前后强度之比的对数
5、与射线穿透距离图线。根据射线穿透物质时的衰减规律，由图线斜率确定这种钢的衰减系数。结合上学期我们所做过的CT和射线的吸收实验，本实验的研究有助于我们复习有关方面的知识，并做更深入一步的实验研究。【关键词】衰减系数，?射线，CT，阶梯状钢【引言】射线首先由法国科学家维拉德发现，是继、射线后发现的第三种原子核射线。原子核衰变和核反应均可产生射线。通过对射线谱的研究可了解核的能级结构。射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤。射线是处于激发态原子核损失能量的最显著方式，跃迁可定义为一个核由激发态到较低的激发态、而原子序数Z和质数A均保持不变的退激
6、发过程。射线是光子，光子会与被束缚在原子中的电子、自由电子、库伦场、核子等带电体发生相互作用。不同能量的射线与物质的相互作用效果不同，为了有效地屏蔽辐射，需要根据物质对射线的吸收规律来选择合适的材料及厚度，反之，利用物质对射线的吸收规律可以进行探伤及测厚等。因此研究不同物质对射线的吸收规律的现实意义非常巨大，如在核技术的应用与辐射防护设计和材料科学等许多领域都有应用。【正文】一、实验原理射线是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线，具有极强的穿透本领。当射线穿过物质时，会与物质发生作用，其强度会减弱。不同物质对射线的削弱程度不同。本次实验将具体测量钢的衰减系数。朗伯-比尔定律可知I?I0?e?d对该
7、式取对数可得?I?ln?0?d?I?从上式可以看出，物质的厚度d系数。?I?ln?0?与?I?成线性关系，其系数就是物质衰减由此我们想到可以通过实验测得射线穿过不同厚度的物质之后的强度变化数据，做出对应图线，通过求解图线斜率来求得物质的衰减系数。但是实验测量往往存在误差，使得结果无法形成一条真正的直线。所以在此法基础之上，我们还需利用最小二乘法对实验数据进行拟合，来求得物质衰减系数。由于对厚度的测量的误差比较小，所以认为厚度值是准确的。根据最小二乘法原理，即偏差平方和最小，可得，?I?2?ln0?k?diIi?0?n?di?0?即n?dk?i?0ni?ln2iI0I?di?0其中k就等于物质的
8、衰减系数。二、实验仪器本次实验利用的仪器是CD5O-BGA+型CT教学实验仪。该仪器由核源、扫描台、接收区和控制台组成。核源由具有一定厚度的防护罩盖住，并配备安全的开启设施，起到保护作用。扫描台用来放置被扫描物体。通过控制台，使用者可以手动或自动对其下达平动、转动等指令，协助CT扫描的准备和进行。接收区接到从核源发出穿透被扫描物体而来的射线后，可以将其转化为电信号，并将射线强度数据反映在控制台。控制台是整个仪器运作的核心，它控制并监视整个扫描过程，并输出扫描结果。通过控制台，我们可以对扫描结果进行处理，比如输出扫描数据或对扫描结果进行图像重建、图像处理等等。本次实验研究的是钢制的衰减系数，采用
9、钢制台阶形的测试物件。这样做的好处是大大减少了扫描次数，因为通过一次扫描，我们就可以获得射线穿过不同厚度的实验材料后强度的衰减情况。不但节省了时间，而且增加了实验数据的可比性。三、实验步骤1、打开电脑和CT扫描仪的电源，对仪器进行预热。2、在平台上放置钢质台阶形测试物件。放置应注意红色光斑的位置是否打在三分之一处。3、在平台上粘上双面胶，并固定物件。固定时应注意使阶梯的平面与仪器的接收端面平行。4、打开电脑上的CT分析软件，对CT仪进行检测，看是否工作正常。设置扫描方式为“物质衰减系数测量”，采样时间设为秒，测试材料设为铁。5、用钥匙打开放射源，点击扫描，仪器开始工作。6、重复测量四次，得到四
10、组数据。通过数据导出获得一系列的数字，记录下来。7、实验结束后，关闭核源，关闭计算机和电源。处理数据。四、数据处理原始数据第一组5920,6110,5944,6040,6049,5593,4906,4863,4942,4923,5026,5037,4961,4916,4927,4900,4915,4927,4962,4863,4920,4866,4911,4960,4945,4880,4561,4013,3986,3980,3972,4096,3991,4082,3968,4011,4052,3998,4011,4070,4027,4001,4093,3996,4000,4030,4080,3
11、960,3475,3266,3250,3306,3276,3285,3270,3325,3350,3345,3292,3268,3315,3327,3326,3283,3345,3357,3275,3328,3335,2755,2715,2706,2752,2764,2640,2695,2753,2733,2715,2655,2701,2700,2732,2702,2771,2672,2703,2742,2642,2646,2366,2186,2207,2228,2301,2256,2236,2230,2253,2238,2262,2254,2206,2226,2215,2258,2288,2
12、301,2263,2243,2311,2993,5845,6076,6142,6007,6027,6033,6084,6076,6170,6090,6134,6027,5997,6072,6152,6035,处理后的平均值为：，第二组6032,6086,6136,6106,6093,5698,5089,4983,5048,5027,5118,5098,5097,5033,5058,5077,4993,5046,5087,5172,5023,5058,5024,4986,4976,4996,4653,4171,4147,4101,4128,4133,3956,4060,4125,4140,422
13、1,4180,4141,4101,4120,4125,4102,4163,4080,4128,4123,4096,3664,3357,3410,3371,3366,3410,3413,3406,3395,3325,3345,3379,3346,3349,3332,3330,3296,3372,3341,3330,3268,3226,2840,2738,2807,2806,2760,2763,2693,2792,2800,2813,2826,2771,2805,2816,2761,2823,2805,2820,2792,2718,2869,2513,2361,2301,2326,2323,225
14、0,2266,2338,2307,2330,2374,2310,2300,2328,2338,2320,2305,2351,2308,2251,2253,2908,5692,6057,6078,6182,6040,6184,6046,6100,6126,6137,6012,6013,6063,6110,6055,6092,6053,处理后的平均值：，4121，第三组6140,6090,6098,6110,5973,6019,6125,5990,6083,5734,5046,5036,5039,5010,5027,4981,5044,5030,4995,5041,4971,4963,4937,4
15、966,5017,5068,4978,5079,5022,4958,4711,4126,4118,4005,4116,4112,4193,4121,4158,4117,4103,4098,4121,4128,4026,4141,4100,4118,4112,4013,4015,4000,3459,3307,3319,3405,3310,3313,3361,3329,3311,3435,3368,3337,3271,3452,3362,3285,3332,3322,3301,3371,3327,3205,2791,2753,2789,2817,2851,2821,2803,2677,2790,2758,2759,2735,2750,2869,2823,2845,2831,2823,2871,2888,2792,2548,2328
