Способ измерения скорости распространения ультразвуковых волн в жидкости

Способ измерения скорости распространения ультразвуковых волн в жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) 3(Я) G 01 1(29 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /" ..".::. ":". . ц

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ @ @о г@@

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ больше частотного интервала между модами волновода. (.2i) 3325546/25-28 (22.) 06.08.81 (46 ) 15.11.83. Бюл. 942 (72) A.В..Арапов, В.С. Гончаров, (0.М. Фридман и И.Б. Яковкин (71) Специальное опытное проектноконструкторское технологическое бюро с опытным производством "Медбнофизприбор" СО АМН СССР (53) 620.179.16 (088 ° 8) (56) 1. Колесников A.Â. Ультразвуко-..f вые измерения, М., "Стандарты", 1970, с. 82 - 83.

2 "Тле Journal of the Akoustiса(Society of America", 1976 ч.68, 4, р. 280 — 285 (прототип) . (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

РАСПРОСТРАНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН

В ЖИДКОСТИ, заключающийся в .том, что исследуемую жидкость ограничивают плоской твердой поверхностью, возбуждают в исследуемой жидкости C ïîìîщью поверхностных волн, возникающих на плоской .твердой границе при подаче электрического импульса на встречно-штырьевой ультразвуковой преобразователь, объемные ультразвуковые волны, измеряют время распространения этих объемных волн и по измеренному времени определяют скорость распространения ультразвуковых волн в жидкости, отличающийся тем, что, с целью расширения техноло-, гических возможностей за счет проведения измерений в малых объемах жидкости, ограничивают исследуемую жидкость второй плоской твердой поверхностью, параллельной первой, возбуж- . дают в исследуемой жидкости с помощью поверхностных .волн: несколько мод нормальных-объемных ультразвуковых волн, измеряют время между импульсами мод Я и по этому времени определяют ско-iрость распространения у1(ьтразвуковых волн, причем на встречно-штырьевой ультразвуковой преобразователь подают широкополосный электрический импульс, у которого ширина полосы спектра Я

1054761

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения скорости распространения ультразвуковых волн при изучении кинетики химических реакций, концентрации веществ в жидкости и т.д.

Известен способ измерения скорости распространения ультразвуковых волн, заключающийся в том, что в исследуемой жицкости возбуждают объем- 0 ные ультразвуковые волны, измеряют время прохождения этими волнами заданного расстояния и по этому времени определяют .скорость распространения ультразвуковых волн (Ц . 15

Однако при осуществлении этого способа необходимо использование относительно больших количеств исследуемых жидкостей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения скорости распространения ультразвуковых волн в жидкости, заключающийся в том, что исследуемую жидкость ограничивают плоской твердой поверхностью, возбуждают в исследуемой жидкости с помощью поверхностных волн, возникающих на плоской твердой границе при подаче электри".. ческого импульса на встречно-штырьевой ультразвуковой преобразователь, объемные ультразвуковые волны, измеряют время распространения этих объемных волн и по измеренному времени определяют скорость распространения ультразвуковых волн в жидкости (2j .

Недостатком этого способа является то, что при его проведении требуются большие объемы исследуемой 40 жидкости, так как геометрию измерительной камеры необходимо выдерживать с учетом расстояния между преобразователями, которое ограничивает ся апеРтуРой ультразвукового пучка. 45

Цель изобретения — расширение технологических воэможностей за счет проведения измерений в малых объемах жидкости.

Цель достигается тем,.что соглае- ®0 но способу измерения скорости распространения ультразвуковых волн в жидкости, заключающемуся в том, что исследуемую жидкость ограничивают плоской твердой поверхностью, возбуждают в исследуемой жидкости с помощью поверхностных волн, возникающих на плоской твердой границе при подаче электрического импульса на встречно-штырьевой ультразвуковой преобразователь, объемные ультразву"; 60 ковые волны, измеряют время распространения этих объемных волн и по измеренному времени определяют скорость распространения ультразвуковых волн в жидкости, ограничивают исследуемую жидкОсть втОРОЙ плоской твердой поверхностью, параллельной первой, возбуждают в исследуемой жидкости с помощью поверхностных волн несколько мод нормальных объемных ультразвуковых волн, измеряют время между им-! пульсами мод по этому времени определяют скорость распространения ультразвуковых волн, причем на встречноштырьевой ультразвуковой преобразователь подают широкополосный электрический импульс, у которого ширина полосы спектра больше частотного интервала между модами волновода.

На чертеже представлено устройство для осуществления способа измерения скорости распространения ультразвуковых волн в жидкости.

Исследуемая жидкость 1 заливается. между двумя плоскими твердыми поверхностями 2 и 3 параллельными между собой. Плоская твердая поверхность 3 образована пьезоэлектрической подложкой, на которую нанесены встречно-штырьевые излучатель 4 и приемник 5.

Способ измерения скорости распространения ультразвуковых волн в жидкости осуществляется следующим образом.

Исследуемую жидкость 1 размещают между двумя плоскими твердыми поверхностями 2 и 3, которые образуют акустический волновод. На встречноштырьевой ультразвуковой излучатель

4 подают широкополосный электрический импульс, у которого ширина полосы спектра больше частотного интервала между модами волновода. При этом встречно-штырьевой излучатель 4 создает на плоской твердой поверхности

3 поверхностные волны, которые возбуждают объемные волны в аккустическом волноводе лишь под определенным (рэлеевским) углом, соответственно в волноводе возбуждаются. только те нормальные моды, фазовые скорости которых равны рэлеевской. Таким образом, при подаче широкополосного электрического сигнала на встречноштырьевой излучатель 4 система преобразователь — акустический волновод сама автоматически выбирает из спектра сигнала только те компоненты, которые способны возбуждать нормальные моды с фазовыми скоростями равными рэлеевской. Остальные компоненты спектра импульса возбуждения не вОз буждают другие моды волновода. Следовательно, на встречно-штырьевом приемнике 5 получают сигнал с периодическим спектром, соответствующим периодической последовательности импульсов с равным интервалом времени нь между ними. Зная расстояние Н между плоскими твердыми поверхностями 2 и 3 акустического волновода, скорость V< поверхностных волн в

1054761

Составитель Г. Федоров

Редактор О. Колесникова Техред М. Костик Корректор В. Бутяга

Заказ 9095/50 Тираж S73

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Пректная, 4 плоской твердой поверхности 3 и измерив интервал времени между импульсами, определяют скорость распространения ультразвуковых волн в исследуемой жидкости согласно выражению

v>

Ж

Спосрб измерения скорости распространения ультразвуковых волн в жид- 10 кости позволяет проводить измерения при малых объемах исследуемой жидкости за счет возбуждения в акустическом волноводе, образованном двумя параллельными плоскими твердыми поверхностями, нескольких мод нормальных волн с фазовыми скоростями равными рэлеевской при подаче широкополосного электрического сИгнала на встречно-штырьевой акустический преобразователь.