[发明专利]声学共鸣腔特征长度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种长度测量装置，更具体地、涉及一种声学共鸣腔的特征长度测量装置。

背景技术

温度是表示物体冷热程度的物理量，是国际单位制中七个基本量之一。温度测量在能源、冶金、制造业、电子技术、新材料、医疗卫生、国防、航天航空和科学研究等领域有广泛应用，其准确测量对于科学和技术研究及工业应用等领域的重要性不言而喻。而温度计量是建立在温标的基础之上的，温标是将温度数值化的标尺，它具有通用性和准确性，保证在不同地区、不同场合下测量相同的温度具有相同的量值。在温标的发展进程中，热力学温标的出现具有划时代的意义，它是一种不依赖任何测温质(当然也就不依赖任何测温质的任何物理性质)的绝对真实的绝对温标，也叫绝对温标。热力学温标是根据卡诺循环确定出来的，以卡诺循环的热量作为测定温度的工具，即热量起着测温质的作用。热力学温标出现后，第十一届国际计量大会(1960年)规定以纯水的三相点的温度定为开氏温标的参考点，规定其温度为273.16K，1K等于水的三相点的热力学温度的1/273.16，热力学温标被定为基本温标，热力学温度被作为基本温度，符号是T，单位是开尔文，以K表示之。

热力学温标取水的三相点作为固定参考点，必然会受到水这种宏观实物自身缺陷的限制，人们发现同位素和杂质会造成水的三相点变化。世界上不同地方的水中，各种同位素含量不完全一致，杂质种类和数量也尽不相同，各地方水的三相点的热力学温度数值存在差异。进一步研究表明水三相点容器会对水造成污染，随着时间的推移，水三相点热力学温度数值会发生变化。

为此，重新定义热力学温标具有了必要性，而玻尔兹曼常数与热力学温度的关系为重新定义热力学温标提供了可能性。

对于理想气体的定熵过程有：

a=σpρ=σRT---(1)]]>

其中：a为理想气体声速；σ是与气体有关的常数；R为普适常数(k＝R/N_A玻尔兹曼常数k确定R也就确定了)；T为热力学温度。σ为常数，一旦玻尔兹曼常数确定，就可以利用声速来描述热力学温度。因此，为了改变开尔文单位对实物物理性质的依赖，国际计量委员会已做出决议，将修改热力学温标，将热力学温度单位开尔文定义在玻尔兹曼基本常数上。

在分析国际上各种玻尔兹曼常数测量方法优缺点的基础上，结合自己现有的条件和技术优势，采用声学法测量玻尔兹曼常数。目前声学方法是玻尔兹曼常数测量所能达到的极限精度最高的。

实际气体声速表达式为：