Устройство для измерения скорости распространения ультразвука

Устройство для измерения скорости распространения ультразвука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз .,детских

Сон,имлистимеских

Республик (11) 442411 (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 14 07 72 (21) 1809324/18-10 с присоединением заявки >— (32) Приоритет

Опубликовано05.09.7 4 Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 22.07.75 (51) М. Кл. G 01п 29/00

G 01A 5/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений н открытий (53) УДК 534.22(088.8} (72) Авторы изобретения

В. Н. Максимов и В. M. Меркулова

Таганрогский радиотехнический институт (71) Заявитель (541 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

УЛЬТРАЗВУКА

Устройство относится к области приборостроения и может применяться при конструировании прецизионных приборов дпя измерения скорости распространения упьтро звуковых волн в различных средах. 5

Известны устройства дпя . определения скорости распространения ультразвука, основанные на компенсации ультразвуковых сигналов, прошедших через исследуемую среду и камеру с эталонной жидкостью. Эти устройства содержат генератор, синхронизатор, измерительную и эталонную линии с излучающими и приемными пьезопреобразоватепями смеситепь и осциппографический индикатор. 15

Недостатком известных устройств является наличие систематических погрешностей из-за дифракционных и волновых эф-. фектов, возникающих при изменении длины измеритепьной базы в эталонной среде, и 20 из-за изменения параметров эталонной среды при изменении температуры.

Цель изобретения — повысить точность измерений за счет устранения систематических погрешностей. 25

Поставленная цель достигается тем, что эталонная линия выполнена в виде твердого стержня, в измерительную линию введены два твердых стержня, примыкающих к изпучающему и приемному пьезопреобразователям, причем общая длина этих стержней равна длине эталонного стержня и изготовлены они из того же материала, а в качестве генератора использован генератор прямоугольных видеоимпупьсов с регупируемой длительностью.

На фиг. 1 представлена блок-схема предпагаемого устройства.

На фиг. 2 изображены эпюры эпектриче ких сигналов в различных точках устройства, поясняющие его работу.

Устройство состоит из генератора 1, используемого для синхронизации генератора видеоимпупьсов 2, выход которого соединен с излучающими пьезоппастинами 3 эталонной и измерительной линий, причем эталонная линия выполнена в виде твердого стержня 4, а в измерительную пинию введены два твердых стержня 5, общая длина которых равна длине стержня 4 и изготов44-2411 лены стержни из одного и того же материала. Между двумя стержнями 5 находится исследуемая среда 6. Приемные пьезопреобразователи 7 эталонной и измерительной линий соединены с входом смесите- 5 ля 8, выход которого подключен к вертикальным пластинам осциллографического индикатора 9.

Импульсный генератор 1 вырабатывает синхронизирующий импульс U используе- 10

1 мый для запуска генератора 2, на выходе которого вырабатывается видеоимпульс Ц с регулируемой длительностью Х . Им1 15 пульс Ц подается на идентичные пьезопреобразователи 3, при этом передний и задний фронты импульса U возбуждают в

2 пьезопреобразователях 3 по два идентичных по форме, но противоположных по фазе ультразвуковых сигнала U которые, прой3 дя через эталонную и измерительную линии, принимаются пьезопреобразователями

7 в виде импульсов U", U" и U

Сигнал ц будет сдвинут относительно сиг4 нала 11 на 1,, Равное вРемени пРохож3 2 дения ультразвуковой волной стержня 4.

Задержка сигнала U будет больше и равна:

5 д

Lp=Lg+ с +Key где 6 — длина прозвучивания в исследуемом образце, 35

С вЂ” скорость звука в исследуемом образце, г — задержка сигнала в контактных слоях, При установлении длителвиости видеоимпульса U такой, чтобы выполнялось усло2 вие г г »= — + с

С будет наблюдаться полная взаимная компенса. ция сигналов Ц, U" после подачи их на 45

4 5 смеситель 8. При этом на осциллографическом индикаторе 9 наблюдается сигнал

U состоящий из двух импульсов U и U

6 4 5

Скорость звука в исследуемой среде определяется согласно выражению:

Точность полученных результатов измерений зависит в основном от точности определения 2» — длительности возбуждающего видеоимпульса и может быть весьма высокой. Изменения задержки сигнала в стержнях 5 при изменении температуры полностью компенсируются аналогичными изменениями в стержне 4 и не влияют на точность измерений. Влияние диффракционных и волновых эффектов в предложенном устройстве также значительно ослаблена, так как расстояния между пьезопреобразователями в процессе измерения остаются постоянными, а сами преобразователи нагружены на идентичные среды.

Предмет изобретения

Устройство для измерения скорости распространения ультразвука в различных сре дах, содержащее генератор, синхронизатор, измерительную и эталонную линии с излучающими и приемными пьезопреобразователями, смеситель и осциллографический ицдикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышениь точности измерений, эталонная линия выполнена в виде твердого стержня, в измерительную линию введены два твердых стержня, примыкающих к излучающему и приемному пьезопреобразователям, причем общая длина этих стержней равна длине эталонного стержня и изготовлены они из того же материала, а в качестве генератора использован генератор прямоугольных видеоимпульсов с регулируемой длительностью.