Устройство для измерения активности акустической кавитации

Устройство для измерения активности акустической кавитации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик („) çìî â (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.06,75 (21) 2144947/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опублнковано05,10.76 Бюллетень № д7 (45) Дата опубликования описания 11.02,77 (51) М, Кл е

401 N 29/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изоооетеннй и аткрь|тий (53) УДК 534.612.2 (08&.8) (72) Авторы изобретени:I

В.И. Домаркас, С,И. Саяускас, P.— Ï.Ï„Ïàòàû

Л.О. Макаров и С.Н. Скородумов (71) Заявитель.,аунасский политехнический инсгитут им. Антанаса Снечкуса (1- .) УСТРОЙСТВО Д И 1i3NEPEHI,"i АКТИВНОСТИ

АКУСТИЧЕСКОЙ КАВИТАЫИИ

Изобретени.: относится к ультразвуковой тсхнике II может Оьггь исцользовано прн контроле:-;:.идя ос."г . ых ультразв5 к Овых технологических процессов типа очистк11, эмульгирования, диспергировани1;, протекаюших под дейсгв1-ем кавитажи, для определения активн)cTII акустической каоliгаш::0 и к.п.д. технологическцх установок, Известны устройства для исследования процессов кавитации в жидкой среде, с держашие широкополосный приемный преобразователь и электронный блок, включающий широкополосный усилитель, из..1еритель отношения напряжений и индикатор Г2).

Наиболее близким по технической сушности и предлагаемому устройству является устройство для измерения активности акустической кавитации, содержашее широкополосный приемник акустического давле- 20 ния и электронный блок, включаюший широкополосный усилитель, фильтры выделения основного тока инициируюшего сигнала и вь;— резания сигнала основного тока, измеритель отношения напряжений и индикатор (11. 25

Общи:; недостатком известных устройств яв;яется - доc;3T0 - íëÿ гоч11ость пзмерет111й ВСЧЕДС-1 ттэ Гс;- D ЧГ0 ПРИ 11а.-..п.пп1 С В11 та .ш кроме излучения —..0 частоте первой

Гарьтоныки драят =эски всеГда происхОд11т довольно интенсивное излучение на высоких гаРм От-и;ах иии ии1Р5 юи1его изл5 чен11Я на цтслительньг1 вх.ит "змерителя отноше1таПРЯжзттттй 110ДBB T !I ПЕ ГОттЬКО ШУМ сбразиый кавптационный с1ьгнал, но и выс1ие Гарм. пики 1нициируюцтего сигнала.

Целью изобретения является повышение точности измерений активности акустической кав11гаш1и.

Поставленная цель достигается за счет

ТОГО, ЧтО В УСтРОйотВЕ Ш11РОКОПОЛОСНЫй ПРИемник акустического давления выполнен в ниде двух идентичнь1х преобразователей с направленными в противоположные стороны полусферическими диаграммами направленности, а электронный Олок выполнен с двумя паралл";.üíûìè каналами обработки сигналов, подкльоченньъ..и к выходам преобразователей и состояшими из последовательно соединетГных пир Окополосн ого уси531076 лителя с автоматической регулировкой усиления, коррелятора и пикового детектора, причем один из входов коррелятора второго канала подключен к выходу широкополосного усилителя первого канала, входы коррелятора первого канала соединены между собой, выходы пиковых детекторов первого и второго каналов подключены соответственно к числительному и знаменательному входам измерителя отношения напряжений, а между индикатором и измерителем отношения напряжений включена схема компенсации.

На фиг. 1 изображена структурная схема предложенного устройства; на фиг. 2— диаграммы направленности приемных преобразователей.

Устройство состоит из двух идентичных преобразователей 1 и 2 с направленными в противоположные стороны полусферическими диаграммами направленности, широкс полосных усилителей 3 и 4 с автоматической регулировкой усиления, корреляторов

5 и 6, пиковых детекторов 7 и 8, измерителя отношения напряжений 9, схемы компенсации 10 и индикатора 11.

Диаграммы направленности приемных преобразователей (фиг. 2) могут быть сформированы, например, введением между преобразователями 1 и 2 акустического экрана, Принцип действия устройства ос,. ован на том, что активность кавитации в определенной точке кавитационного поля характеризуется отношением энергии шумообраъного излучения W,oáócëàâëèâàåìoão наличием кавитации, к энергии инициирующего акустического излучения W . На выходах преобразователей 1 и 2 получаются суммарные напряжения, состоящие из двух составляющих: периодической, создаваемой инициирующим акустическим излучением,и шумообраэной, обуславливаемой наличием кавитации.

Причем ввиду полусферической диаграммы направленности шумообразные составляющие на выходе преобразователей 1 и 2, определяемые сигналами, принимаемыми из разных областей кавитационного поля, являются абсолютно некоррелированными, в то же время ввиду симметричного расположения приемников по отношению к инициирующему излучателю периодические составляющие остаются абсолютно коррелированными. При этом под действием схемы автоматической регулировки усиления величина инициируэ щего сигнала и шумообразного сигнала на выходе широкополосного усилителя 3 равны соответствующим составляющим на выходе широкополосного усилителя 4. Коррелятором

5 осуществляется взаимная корреляция составных электрических сигналов (при времени корреляции Т = 0), получаемых на выходах широкополосных усилителей 3 и 4, а коррелятором 6 — автокорреляция выходного сигнала усилителя 4 (при = О). С учетом того, что кавитационный процесс является эргодическим и центрированным случайным процессом, при = 0 максимальное напряжение на выходе коррелято16 ра 5 пропорционально суммарной энергии акустического поля (\ k W ), а максимальное напряжение на выходе коррелятора 6 — энергии инициирующего излучения д, Эти напряжения детектируются пиковыми детекторами 7 и 8 и постоянные напряжения, пропорциональные (W< + Oi } и W подаются соответственно на числительный и знаменательный входы измерителя отношения напряжений 9, Получаемое на © его выходе напряжение пропорционально (1 + 8) где 8 = - — — — отношение, хаQ/ М рактеризую цее активность акустической кавитации. В схеме компенсации 10 компенсируется величина напряжения, пропорционального единице, и на индикатор 11 поступает напряжение, пропорциональное Ц .

Использование предложенного устройства позволяет существенно повысить точность

30 измерения активности процесса кавитации, поскольку в нем принимается во внимание не только первая гармоника инициирующего акустического сигнала, но и все высыпке его гармоники. Устройство может работать

35 при возбуждении кавитации сигналами лю= бой формы, в том числе импульсными.

Кроме того, при измерениях предлагаемым устройством не требуется его точная настройка на частоту первой гармоники ини40 циирующего сигнала, что делает его особенно перспективным при измерениях в широком диапазоне частот.

45 Ф ормула изобретения

Устройство для измерения активности акустической кавитации, содержащее широкополосный приемник акустического давле59 ния и электронный блок, включающий широкополосный усилитель, измеритель отноше» ния напряжения и индикатор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышений точности измерений, широкополосный при,@ емник акустического давления выполнен в виде двух идентичных преобразователей с направленными в противоположные стороны полусферическими диаграммами направленности, а электронный блок выполнен с двуgy мя параллельными каналами обработки сиг5310" 6

С:::Л С::3

Фиг.1

271

Риг.2

Составитель Е. Литвинов

Редактор В. Йругова ТехредА. БогданКорректорй. Мельниченко

Заказ 5387/160 Тираж 1029 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 чилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 палов, подключенными к выходам преобразователей и состоящими из последователь но соединенных широкополосного усилителя с автоматической регулировкой усиления, коррелятора и пикового детектора, причем один из входов коррелятора второго канала подключен к выходу широкополосного усилителя первого канала, входы коррелятора первого канала соединены между собой, выходы пиковых детекторов первого и второго каналов подключены соответственно к числительному и знаменательному входам измерителя отношения напряжений, а между индикатором и измерителем отношения напряжений включена схема компенсации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 304987, кл. В 06 Ь 1/20, 10.05.69 r. О 2. Авторское свидетельство СССР № 310218, кл. G 01 Ь 3/00, 11.04.69 г.