1、 . 楚 雄 師 學 院本 科 生 畢 業 論 文 題 目：低聚光條件下光伏電池設計與特性分析系 （院）： 物電系 專 業： 應用物理學（非師 ） 學 號：學生： 朱昌龍 指導教師： 何永泰 職稱： 教授 論文字數：完成日期： 2014 年 5 月師學院物電系畢業論文原創性聲明本人重聲明：呈交的畢業論文“低聚光條件下光伏電池設計與特性分析”，是本人在指導教師何永泰教授的指導下進行研究工作所取得的成果。除文中已經引用的容外，本論文不含任何其他個人或集體已發表或撰寫過的研究成果。對本論文的研究所做出幫助的個人和集體，均已在論文中作了明確的說明并表示了意。本聲明的法律結果由本人承擔。 畢業論文作者簽

2、名： 日期： 年 月 日5 / 14低聚光條件下光伏電池設計與特性分析摘要：關鍵詞：目錄摘要：I關鍵詞：IAbstract：IIKey words：II一 緒論11.1 光伏發電的地位與現狀11.2 光伏發電原理11.3 太陽能聚光發電現狀11.3.1 聚光簡介和分類. 1.3.2 世界研究進展.二 課題介紹 2.1本課題的提出. 2.2 主要研究容. 三 實驗方案 3.1 聚光裝置介紹 3.1.1菲涅爾透鏡聚光方案. 3.1.1凹槽式漫反射聚光方案. 3.2 需測量參數. 3.3 實驗數據處理 3.3.1數據轉換. 3.3.2兩種方案下光伏電池的福安特性曲線. 四 測試結果與分析 4.1 菲

3、涅爾透射式實驗結果分析. 4.2 漫反射式實驗結果分析. 五 總結與展望參考文獻：5致6超聲波在模擬海水中傳播速度的研究摘要：本文從超聲波的進一步應用出發，設計出配比不同濃度的Nacl溶液來模擬海水，在溶液溫度不變的情況下，利用超聲波聲速測定儀測定出超聲波在模擬海水中的傳播速度。實驗研究得到，超聲波在模擬海水中的傳播速度與模擬海水鹽濃度呈線性關系。不同溫度的模擬海水對其超聲波波速也有影響。并從理論作了分析研究給出了合理的解釋。關鍵詞： 超聲波波速；模擬海水； 溫度；超聲波聲速測定儀Ultrasonic in simulated seawater study on propagation vel

4、ocityAbstract:This article from the ultrasonic further application, design the ratio of different concentrations of Nacl solution to simulate the sea, in the solution under the condition of constant temperature, using ultrasonic velocity meter for the determination of ultrasonic velocity in simulate

5、d sea water. Experimental study on Ultrasonic in simulated seawater, the propagation velocity and simulated seawater salt concentration was linear relationship. Different temperature simulation of seawater on the ultrasonic wave has influence. And from the theory is studied in the paper gives a reas

6、onable explanation.Key words:ultrasonic wave; seawater; temperature; ultrasonic velocity measuring instrument超聲波在模擬海水中傳播速度的研究引言超聲波是一種在彈性媒質中傳播的縱波，超聲波在超聲定位、超聲粉碎、超聲切割、超聲探傷、超聲測距方面有廣泛的應用，超聲波在各種媒質中傳播速度不同，在同一媒質中由于媒質的密度不同，超聲波波速也有所不同，研究媒質不同密度對超聲波波速的影響，對超聲波的應用有其十分重要的意義。眾所周知，全球海洋面積占地球總面積的71%，然而世界各地的海水鹽濃度也有一定的區

7、別。據資料顯示，世界各海域的海水鹽濃度分別為：渤海海水鹽濃度為3%；黃海海水的鹽度也比較低，為3.2%；東海：鹽度為3.1-3.2%；南海鹽度最大(3.5%)，地中部海域鹽度達到3.958%,西部受到大西洋影響，鹽度下降，只有3.7%。紅海海水鹽度達到4.0%，局部地區高達4.28%。波羅的海有眾多入海徑流，海水鹽度只有1.0%，為世界各大海眾最低。 世界上鹽度最高的水體是死海(陸咸水湖泊)，表面的鹽度為22.727.5%，深度40米處，湖水鹽度達到28.1%。由以上可以看出，各海域海水鹽濃度不盡一樣。本文根據各海域海水鹽濃度的關系利用超聲波在媒質中傳播的特點，在海水中加入Nacl來模擬海水，

8、改變加入Nacl的量，從而改變鹽的濃度，研究超聲波在模擬海水中的傳播速度與海水鹽濃度的關系，為超聲波在聲納探測中提供一定的依據，進而為超聲波在海水中的進一步應用進行探索研究。1 研究方法1.1 儀器與實驗研究設計采用SW型超聲波聲速測定儀，配以液槽，在液槽盛入用Nacl和蒸餾水所配制的不同濃度的Nacl液體模擬海水。見圖1 (a ) 使一定頻率和強度的超聲波通過模擬海水液體媒質，測定出超聲波在模擬海水媒質中傳播度1，按一定規律改變Nacl溶液的濃度，即改變模擬海水中的鹽濃度，再測出相應的波速，研究兩者之間的在關系和規律。1.2振幅極值法測超聲波波速用振幅極值法測波速2，見圖1 (a )，SW型

9、超聲波聲速測定儀；由信號發生器，將固定幅值的正弦電壓信號輸給超聲聲速測量儀，超聲聲速測量儀是利用壓電體的逆壓電效應，在信號發生器的交變電壓作用下，使壓電體產生機械振動，激發出超聲波，在液體中傳播。由發射器發出的波近似平面波，經接收器反射后，波將在兩端面間來回反射并疊加，疊加的波可近似看作具有駐波加行波的特性，由縱波的性質可知，當接收器端面按振動的位移來說處于波節時，則按聲壓來說是處于波腹。當發生共振時，接受端面近似為波節，接受到的聲壓最大，經接收器轉換成的電信號也最大，在示波器上顯示的正弦電壓圖形幅值最大。聲壓的變化和接收器位置的關系可以從通過聲速測量儀上渦輪渦桿配合，移動精度為0.01的移動

10、裝置確定。移動換能發射器，改變發射器與接收器之間的距離，到某個共振位置時，示波器上顯示最強的信號時，立即進行定位，定位值Xi ，續移動發射器，示波器又顯示最強信號，再次定位 Xi+1則兩次共振之間的定位距離之差為半波長3，即 Xi+1-Xi=/2見圖1 (b)但隨著發射器與接收器之間的距離增加，信號有所衰減，示波器上顯示的正弦電壓圖形最大值并不是一個固定值，而是依次逐漸減小的。2實驗研究過程按圖 1（a）組裝好儀器系統，在模擬海水溫度為t=14.5固定4，由信號發生器輸出頻率f=1700KHz，電壓VP-P= 1.3V的正弦電信號。通過示波器觀察到振幅最大值，結合聲速測量儀上渦輪渦桿裝置，確定

11、其產生振幅最大值的位置，由Xi+1-Xi=/2，可得到波長, 由V = f可得波速。在溫度不變的情況下,按1%的模擬海水鹽濃度為步長，逐漸增加濃度，測定相應的波速，得到超聲波在不同濃度的模擬海水中的波速V，數據見表1。表1、模擬海水鹽濃度以1%為步長時得到的波速數據表 f=1700KHz VP-P= 1.3V t=14.5濃度 %0.01.02.03.o4.05.06.07.08.0波速m/s1486.11501.81511.31524.61535.51548.41560.21572.91583.0濃度%9.010.011.012.013.014.015.016.017.0波速m/s1604.

12、31614.11631.61643.61674.81675.51681.21699.11713.5濃度 %18.019.020.021.022.023.024.0波速m/s1726.51738.81752.91768.71771.91782.01797.8根據表1中數據，用繪圖軟件進行繪圖，得到其圖線，見圖2，其中a為溫度為t=14.5時的圖線，從圖線中可以看出，由于數據點有限，步長過大，噪聲影響，圖線不太理想，為此，當溫度為t=16.5時，將液體濃度增加的步長由1%縮短為0.5%增加實驗數據點。進行實驗得到其相關數據見表2表2、模擬海水鹽濃度以0.5%為步長時得到的波速數據表 f=1700K

13、Hz VP-P= 1.3V t=16.5濃度%0.00.51.01.52.02.53.03.54.0波速m/s1486.91493.41504.61512.71514.51518.31534.81535.71543.9濃度%4.55.05.56.06.57.07.58.08.5波速m/s1552.01563.01567.91576.41579.21586.41596.11602.21610.7濃度%9.09.510.010.511.011.512.012.513.0波速m/s1614.51618.71625.11634.71641.71649.81657.41660.71675.1濃度%13.

14、514.014.515.015.516.016.517.017.5波速m/s1680.71685.91694.31694.81703.41710.51721.81724.91730.1濃度%18.018.519.019.520.020.521.021.522.0波速m/s1747.11751.81752.91760.41760.71775.11781.71791.31797.1圖2實驗數據圖線與平滑擬合圖根據表2中數據，用繪圖軟件進行繪圖，得到其圖線，見圖2 中b圖線，由于濃度步長縮小了一半，數據點增加了一倍，噪聲明顯減小，其圖線是一條準直線，采用繪圖軟件所配高斯圖線平滑數學工具，對圖b進行圖

15、線平滑擬合，得到一條理想直線，見圖2中c圖線（圖2中將b圖線平行上移）可見，超聲波在模擬海水中的傳播速度與其鹽濃度成正比。3 理論分析圖3 實驗圖線斜率定性對比圖超聲波在液體中傳播，而在液體中原子和分子是相互接觸的，分子與分子之間的距離要比氣體中分子與分子之間的距離小得多5，如果它們受推壓而擠到一起，它們的互斥力就會非常快地迫使它再次分離，它們被推壓到一起時，彈回的速度就越快，所以超聲波在液體中的傳播速度比在氣體中快。在同一種液體中，隨著液體濃度的增加，單位體積總分子數增加，分子之間的距離更近，超聲波傳播速度就更快，而且通過實驗可知是呈線性關系的。從實驗圖線中看出，超聲波在模擬海水中的傳播速度

16、與模擬海水的鹽濃度成正比。（在溶液達到飽和之前），從理論上說模擬海水的鹽濃度越大，總分子數越多，超聲波在其中的傳播速度越快。因此實驗與理論相符合的。溶液溫度增加，分子的振動加劇，導致超聲波傳播速度更加加快，從圖3中可定性的看出，b圖線（t=16.5）的斜率大于a（t=14.5）圖線的斜率，就是這個原因。4 結束語通過以上研究可知，超聲波的傳播速度隨模擬海水中鹽濃度的增加而增加，呈線性關系；在一樣的模擬海水鹽濃度下，溫度越高超聲波在模擬海水中傳播速度增加越快；此兩點可用理論進行合理的解釋。當然、因實驗數據不是足夠大、模擬海水鹽濃度變化的步長也不是足夠小，圖線中是否會有奇點會被淹沒，也還暫不能確定

17、。參考文獻： 1 周超,梁良.用光柵法測超聲波在液體中的傳播速度.大學物理實驗,2003,16（4）5.6.10. 2 述武,立竹,國土主編.普通物理實驗.:高等教育.2007年第四版.3 漆安慎,杜嬋英.主編力學（普通物理學教程）.:高等教育.2005年6月第二版.4 岑敏銳.超聲波在液體中的傳播速度與溫度的關系.物理實驗.2008年第5期39-41. 5 允豪.編熱學（普通物理學教程）.:高等教育.2004年6月第二版.致 論文是在恩師王昆林教授的悉心指導與各位同學的熱心幫助和我的家人對我的幫助下順利完成的，在此表示衷心的感！經過幾個月的忙碌和工作，本次畢業論文撰寫也即將結束，作為一個本科生的畢業論文，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周的地方，如果沒有王老師的精心指導，想完成論文是不太容易的。在這里我要感我的指導老師王昆林