Способ определения частотной зависимости затухания акустических колебаний и устройство для его осуществления

Способ определения частотной зависимости затухания акустических колебаний и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОП ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЗАТУХАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ )ЩЕСТВЛЕНИЯ 1. Способ определения частотной зависимости затухания акустических, колебаний, заключающийся в том, что возбуждают акустические колебания в контролируемой среде электрическим напряжением, принимают прошедшие среду колебания, выравнивают сигнал изменением амплитуды напряже- , ния и по изменению сигнала судят о частотной завистшости затухания акустических колебйний, о т л ц ч а - ю ц и и с я тем, что, с целью повышения точности, возбуждают одновременно зондирующие и опорные акустические Колебания, поочередно электрическим напряжением фиксированной и переменной частот одинаковой амплитуды, принимают колебания на фиксированной и переменной частотах , выделяют разностный сигнал на фиксированной частоте, пропорциональный разности амплитуд, изменяют им амплитуду напряжения опорного сигнала до исчезновения разностного сигнала и выравнивают разностный сигиал на переменной частоте, пропорциональный разности амплитуд. 2. Устройство для определения частотной зависимостизатухания акустических колебаний, .содержащее последовательно соединенные генератор фиксированной частоты, автоматигеский переключатель и виброиэлучатель, подключенный к второму входу переключателя генератор переменной частоты, два приемных акустических преобразователя и соединенный с одним из них самописец, отличающееся тем, что, с целью повьвиения точности ( путем компенсации погрешности вре (Л менной и температурной нестабильности , оно снабжено регулируемым дес лителем напряжения, один вход которого соединен с выходом генератора фик :ированной частоты, вмход - с § третьим входом переключателя, и двумя идентичными каналами, вклю 1аюцими каждый последовательно сбединенные усилитель, амплитудный детектор , усилитель частоты переключений и л ф синхронный детектор, один из каналов включен между первым приемным (преобразователем иделителем напрясо жения, другой - между приемным преобразователем и самописцем, to а вторые входы синхронных детекторов подк 18очены к выходу делителя частоты .

09) (11) СОЮЗ СОВЕ ТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН

2 А

ЗШ C 01 Н 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОьРетений. и ОтнРытий (21) 3228716/18-28 (22) 31.12.80 (46) 07.05.83. Бюл. Р 17 (72) Л.A.Ãàëêèí, Ю.A.Ñêðèïíèê и Л.A.Ãëàçêîâ (53) 620.178.53(088.8) (56 ) 1. Методы нераэрушающих испытаний. ПОд ред. P Щарпа, N., "Мир", 1972, с. 71-72 (прототип ) ° (54 ) (57 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЗАТУХАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Способ определения частотной зависимости затухания акустических. колебаний, заключающийся в том, что .возбуждают акустические колебания в контролируемой среде электрическим напряжением, принимают прошедшие среду колебания, выравнивают сигнал изменением амплитуды напряже- . ния и по изменению сигнала судят о частотной зависимости затухания акустических колебаний, о т л И ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности, возбуждают одновременно зондирующие и опорные акустические Колебания, поочередно электрическим напряжением фиксированной и переменной частот одинаковой амплитуды, принимают колебания на фиксированной и переменной частотах, выделяют разностный сигнал на фиксированной частоте, пропорциональный разности амплитуд, изменяют им амплитуду напряжения опорного сигнала до исчезновения разностного сигнала и выравнивают разностный сигнал на переменной частоте, пропорциональный разности амплитуд.

2. Устройство для определения частотной зависимости затухания акустических колебаний, .содержащее последовательно соединенные генератор фиксированной частоты, автомати-еский переключатель и виброиэлучатель, подключенный к второму входу переключателя генератор переменной частоты, два приемных акустических преобразователя и соединенный с одним из них самописец, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности @

O путем компенсации погрешности врэменной и температурной нестабильности, оно снабжено регулируемым делителем налрииении, один вход которого соединен с выходом генератора фиксированной частоты, выход -- с Я третьим входом переключателя, и дву- мя идентичными каналами, включающими каждый последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор, усилитель частоты переключений и синхронный детектор, один иэ каналов включен между первым приемным

1преобразователем и делителем напря- . жения, другой — между вторым прием- C© ным преобразсвателем и самописцем, а вторые входы синхронных детекторов подтайочены к выходу делителя частоты.

1016692

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении физико-механических свойств сред.

Известен способ определения частотной зависимости затухания акустических колебаний, заключающийся в том, что возбуждают акустические колебания в контролируемой среде электрическим напряжением, принимают прсшедшие среду колебания, выравнивают сигиал изменением амплитуды напряже.ния и по изменению сигнала судят о частотной зависимости затухания

:акустических колебания (1, Известно устройство для определе- 15 ния частотноМ зависимости затухания акустических колебаний содержащее последовательно соединенные генератор фиксированной частоты, автоматический переключатель и виброизлу-. чатель, подключенный к второму входу переключателя генератор переменной частоты, два приемных акустических преобразователя и соединенный с одним иэ них самописец f1 ).

Недостатком известных способа и устройства является невысокая.точность измерений иэ-за наличия временной и температурной погрешностей.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем компенсации погрешности временной и температурной нестабильности, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения35 частотной зависимости затухания акустических колебаний, заключающемуся в том, что возбуждают акустические колебания в контролируемой среде электрическим напряжением, принимают 40 прошедшие среду колебания, выравнивают сигнал изменением амплитуды напряжения и по изменениЮ сигнала судят о частотной зависимости затухания акустических колебаний, возбуждают : 45 одновременно зондирующие и опорные акустические колебания, поочередно электрическим напряжением Фиксированной и переменной частот одинаковой амплитуды принимают колебания на фиксированной и переменной частотах, выделяют разностный сигнал .на фиксированной частоте, пропор-. циональный разности амплитуд, изменяют им амплитуду напряжения опорного сигнала до исчезновения разност55 його сигнала и выравниваают раэностный сигнал на переменной частоте, пропорциональный разности амплитуд.

Устройство для определения час- 60 тотной зависимости затухания акустических колебаний, содержащее последовательно соединенные генератор фиксированной частоты, автоматический переключатель и виброиэлучатель, подключенный к второму входу переключателя генератор переменной частоты, два приемных акустических преобразователя и соединенный с одним из них самописец, снабжено регулируемым де .лителем напряжения, один вход которого соединен с выходом генератора фиксированной частоты, выход — с третьим входом переключателя, и двумя идентичными каналами,включающими каждый последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор, усилитель частоты переключений и синхронный детектор, один из каналов включен между первым приемным преобразователем и делителем напряжения, другой — между вторым приемным преобразователем-и самописцем, а вторые входы синхронных детекторов подключены к выходу делителя частоты.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа определения частотной зависимости затухания акустических колебаний. !

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 фиксированной частоты, автоматический. переключатель 2 и виброизлучатель

3, подключенный к второму входу переключателя 2, генератор 4 переменной частоты, два приемных акустических преобразователя 5 и б и соединенный с одним из них самописец 7, регулируемый делитель 8 напряжения, один вход которого соединен с вы- . ходом генератора 1 Фиксированной частоты, выход — с третьим входом переключателя 2 и двумя идентичными каналами включающими каждый последовательно соединенные усилитель 9, амплитудный детектор 10r усилитель.11 частоты переключений и синхронный детектор 12, один из каналов включен между приемным преобразователем 5 и делителем 8 напряжения, второй— между вторым приемным преобразователем б и самописцем 7, вторые входы синхронных детекторов 12 подключены к выходу делителя 13 частоты и переключателя 2, а вход делителя 13 частоты соединен с генератором 1 фиксированной частоты.

Сущность способа заключается в следующем.

Иэ непрерывных электрических сигналов И„ Фиксированной частоты ы„ и переменной частоты ю2(ы2))щ )И одинаковых амплитуд И = И = И Фор.2 тп мируют пакеты напряжений длительностью в полпериода коммутации -" Ч/Й(Я ((M„) ° Фиксированная частота является опорной, .а переменнаязондирующей, изменяющейся в полосе прозрачности контролируемой среды.

Пакетами электрических напряжений

1016692 поочередно возбуждают пакеты акусти- ческих колебаний а =Я 5(w w " ÷„i а =A (.1+у„)соэ(ю2 +Ч +4,); где A и A> - амплитуды акустический

1 колебаний; г — относительная погреш.1 ность преобразования электрических колеба.ний. в акустические ьЧ; — дополнительный Фазовый сдвиг, обусловленный .преобразованием "электрических калебаний в .акустические.

Акустические колебания преобразу ются в электрические

0 «О сО5 (u) Ф+Ч )

U4 0е2 соз м21 Ч2 Ч(1. М1И1 Т23 где г - относительная погрешность преобразования акустических колебаний в электрический сигнал, дЧ - дополнительный фазовый

2 сдвиг, обусловленный преобразованием акустичес, ких колебаний в электрический сигнал.

Выделяют напряжение, пропорциональное .их разности

vó Цп,2 ОЩ1 От62(71 Х2)6 и полученным разностным напряжением ..изменяют амплитуду пакета опорного сигнала до исчезновения разностного напряжения

О =О -О „(« aaj++u (y„„+g2)=0 где а. - относительное изменение амплитуды сигнала фиксированной частоты, которое при И1д

= И р2 равно а. = у„ -у .

Затем преобразуют прошедшие среду колебаний в сигналы йсходных частот

0 =К „(1+a)egg (w<(t- „J+p„j (" М И х Р

"М (- 2+%+ " " 23 где К - коэффициент, .пропорциональный затуханию акустических колебаний в среде; зз — относительное частотное отклонение коэффициента К по отношению к опорной час тоте ю.,; ,с eV2 — время задержки акустических 1 колебаний в среде соответственно на опорной и зондирующей частотах.

При малом изменении частоты в пределах одного пакета „ = ь, выделяют сигнал, пропорциональный разности амплитуд пакетов напряже-. ний.

10 "шР 1 <" И " 32)(%)"ю2

U6 к О „(+o ) (Х т2 К)

15 откуда а = у . 3

Устройство для осуществления предлагаемого способа работает следующим

20 образом.

Иапряжение генераторов 1 и 4 .фик;сированной и переменной частоты подается на входы автоматического пе25 реключателя 2, который управляется .напряжением генератора 1 через дели- тель 13 частоты. Электрические напряжения преобразуются в акустические колебания виброизлучателем 3, кото 0 рый взаимодействует с контролируемой средой 14, акустически связан с приемным акустическим преобразователем 5 и образует с ним пьезоэлектрический трансформатор.. Преобразован» 5 ные в электрические акустические колебания с выхода переменного преобразователя б, пройдя усилитель 9, детектиРуются амплитудным детектором

10, на выходе которого присутствует . раэностный .сигнал, пропорциональный разнасти амплитуд. Этот сигнал, пройдя усилитель 11 частоты переключе- ний, выпрямляется синхронным детекто ром 12, на выходе которого получа- ется постоянный сигнал, который воз45 действует на управляющий вход регулируемого усилителя 8 напряжения.

Прошедшие контролируемую среду колебания принимаются преобразователем б; сформируются во втором ка50 нале и поступают на самописец 7, кинематически связанный с генератором 4 переменной частоты.

Использование изобретения позволяет с достаточной достоверностью

55 и точностью определить зависимость затухания акустических колебаний в материале которые не зависят от погрешностей преобразования и флуктуаций параметров внешней среды.

Составитель В.Куликов

Редактор A.Âëàñåíêo Техред М.Коштура Корректор Г.Решетник

Закаэ 3377/43 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по Делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4