Интерферометр для измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука в жидкостях и газах

Интерферометр для измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука в жидкостях и газах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ, содержащий частотомер, генератор, акустическую камеру,состоящую из корпуса, излучающего преобразователя , размещенного в нем и подключенного к выходам частотомера и генера тора, и приемного преобразователя, установленного в корпусе с возможнс стью перемещения, блок перемещения, механически связанный с приемным преобразователем, последовательАо соединенные-селективный микровольтметр , входом подключенный к приемному преобразователю, детектор и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в акустическую камеру, между излучающим и приемным преобразователями, введены вольфрамовая пластина с отверстиями , образующая с приемным преобразователем резонатор, и контактирующая с последней и расположенная со (Л стороны излучающего преобразователя звукопоглощающая пластина с отверстиями , оси которых совпадают с осями отверстий вольфрамовой пластины.

„„SU„„ 1142785 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР "- - Ж я

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 1g (21) 3612547/25-28 (22) 23.06.83 (46) 28.02.85. Бюл. Р 8 (72) A.A Болотов и В.И.Семихин (71) Тюменский государственный университет (53) 620.179.16(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 530242, кл. G 01 N 29/00.

2. Eggers F, Funck Th Ultra

sonic Heasurement ы1сп milliter

lianid samples in the, 5 †1 8Z

range. — Rev, Sci Instrum,1973, v.44, Р 8, р.969-977 (прототип).

I (54) (57) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СКОРОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛО1цЕНИЯ

УЛЬТРАЗВУКА В ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ, содержащий частотомер, генератор, акустическую камеру, состоящую из корпуса, излучающего преобразователя, размещенного в нем и подключенного к выходам частотомера и генера тора, и приемного преобразователя, установленного в корпусе с возможнс стью перемещения, блок перемещения, механически связанный с приемным преобразователем, последовательно соединенные. селективный микровольтметр, входом подключенный к приемному преобразователю, детектор и регистрирующее устройство, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в акустическую камеру, между излучающим и приемным преобразователями, введены вольфрамовая пластина с отверстиями, образующая с приемным преобразователем резонатор, и контактирующая с последней и расположенная со стороны излучающего преобразователя звукопоглощающая пластина с отверстиями, оси которых совпадают с осями отверстий вольфрамовой пластины.

1142785

1/О = 1/ас + 1/Q„ /

Изобретение относится к устройствам для измерения акустических параметров жидких и газообразных сред и может быть использовано для .контроля s химической, пищевой и других областях промышленности и в научных исследованиях.

Известен ультразвуковой интерферометр, содержащий электроакустический тракт переменной длины, блок перемещения преобразователя, схемы определения момента максимального выходного напряжения и уровня 0,707 от максимального для определения ширины резонансных пиков, по которой с помощью счетчика-индикатора путем подбора скорости перемещения пьезоприемника получают цифровое значение коэффициента поглощения ультразвука 13 °

Однако с помощью данного интерферометра невозможно с большой точ- 20 ностью получить на табло счетчикаиндикатора цифровое значение коэффициента поглощения ультразвука путем подбора скорости перемещения пьезоприемника, если это цифровое 25 значение не измерено другим способом.

Наиболее близок к предлагаемому ицтерферометр для измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука в жидкостях и газах, содержащий частотомер, генератор, акустическую камеру, состоящую из корпуса, излучающего преобразователя, размещенного в нем и подключенного к З5 выходам частотомера и генератора, и приемного преобразователя, установленного в корпусе с возможностью перемещения, блок перемещения, механически связанный с приемным пре- 40 образователем, последовательно соединенные селективный микровольтметр, входом подключенный к приемному преобразователю, детектор и регистрирующее устройство (2).

Коэффициент поглощения ультразвука с помощью данного итерферометра определяется посредством измерения ширины резонансного пика в контрольной жидкости, а затем в исследуемой и расчитывается по разности этих величин, ширина резонансного пика интерферометра зависит от соотношения волновых сопротивлений заполняющей интерферометр среды и материала отражателя, поэтому не может быть константой прибора.

Цель изобретения — повышение точности измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука.

Указанная цель достигается тем, 60 что в интерферометре для измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука в жидкостях и газах, содержащем частотомер, генератор, акустическую камеру, состоящую иэ 65 корпуса, излучающего преобразователя, размещенного в нем и подключенного к выходам частотомера и генератора, к приемного преобразователя, установленного в корпусе с воз-.. можностью перемещения, блок перемещения, механически связанный с приемным преобразователем, последовательно соединенные селективный микровольтметр, входом подключенный к приемному преобразователю, детектор и регистрирующее устройство, в акустическую камеру между излучающим и приемным преобразователями введены вольфрамовая пластина с отверстиями, образующая с приемным преобразователем резонатор, и контактирующая с последней и расположенная со стороны излучающего преобразователя звукопоглощающая пластина с отверстиями, оси которых совпадают с осями отверстий вольфрамовой пластины»

На чертеже .представлена блоксхема интерферометра.

Интерферометр содержит частотомер 1, генератор ?, акустическую камеру, состоящую из корпуса 3, излучающего преобразователя 4 и подключенного к частотомеру 1 и генератору 2, и приемного преобразователя 5, блок б перемещений, механически связанный с приемным преобразователем 5, последовательно соединенные селективный микровольтметр 7, подключенный к приемному преобразователю 5, детектор 8 и регистрирующее устройство

9, вольфрамовую пластину 10,звукопоглощающую пластину 11 с отверстиями 12 °

Акустический интерферометр работает следующим образсм.

Синусоидальное напряжение частоты f, которая контролируется частотомером 1, подается с генератора 2 на излучающий преобразова-. тель 4. Угьтразвуковые волны достигают звукопоглощающей пластины 11 и частично поглощаются ею. Часть энергии идет на возбуждение резонатора через отверстия 12. При оавномерном перемещении приемного преобразователя 5 резонатор, образованный вольфрамовой пластиной 10, периодически возбуждается и на выходе регистрирующего устройства 9 записыва„.этся резонансные пики.

По расстоянию между резонансными пиками расчитывается скорость звука в среде. По ширине резонансных пиков расчитывается коэффициент поглощения ультразвука из соотношения

1142785 где р,С, и р С вЂ” соответственно волновые сопротивления материала отражателя и среды.

О, = Jl 61сМб у(p,С ,х 1 х р„С /рС+рС(р С 4 РС

Составитель Л.Иванов

Редактор Л.Пчолинская Техрец О.неце Корректор С.Черни

Заказ 711/39 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород,ул.Проектная,4 где Q — добротность резонатора, определяемая по ширине резонансного пика на уровне 0,707 от максимума сигнала;

Q = ы/2dC.

Величина Q зависит от соотношения волновых сопротивлений среды и материала отражателя (т.е.вольфрамовой пластины) Таким образом, замена излучающего пьезопреобразователя вольфрамовойпластиной с отверстиями связи на порядок увеличивает величину И„, что существенно повышает точность измерения скорости звука и коэффициента поглощения по ширине резонансного пика.