Устройство для измерения коэффициента поглащения ультразвука

Устройство для измерения коэффициента поглащения ультразвука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 542134 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.03.75 (21) 2114340/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.01.77. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 05.04.77 (51) М. Кл. G 01 N 29/00

Государстаенный комитет

Совета Министроа СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 534.286 (088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Сукацкас (71) Заявитель

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к измерителям поглощения ультразвука и может быть использовано при изучении свойств или анализе жидкостей или газов.

Для измерения коэффициента поглощения 5 ультразвука широко используются акустические интерферометры (1) . Коэффициент поглощения определяется по измеренным значениям ряда максимальных и минимальных напряжений на выходе электроакустического тракта интерферометра. 10

Наиболее близким к изобретению по своей технической сущности является устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащее электроакустический тракт интерферометра, состоящий из генератора электрических ко- 15 лебаний стабильной частоты и акустической камеры переменной длины, к выходу которого подключены последовательно сОединенные усилитель-детектор и регистрирующий блок (2) .

Однако измерение с помощью указанного уст- 20 ройства требует большого количества ручных операций и расчетов, что снижает быстродействие измерений.

Цель изобретения — автоматизация процесса измерения. 25

Указанная цель достигнута тем, что регистрирующий блок выполнен в виде однополярного пикового детектора положительной полярности, однополярного пикового детектора отрицательной полярности с положительным смещением и двухполярного пикового-детектора, между выходами одно полярных детекторов и на выходе двухполярного детектора включены делители напряжения с коэффициентом деления 1:2, выходы делителей напряжения подключены к входам измерителя отношения постоянных напряжений, общий вход которого соединен с выходом однополярного пикового детектора отрицательной полярности с положительным смещением.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, а на фиг. 2 — эпюры напряжений, поясняющие его работу, Генератор электрических колебаний 1 стабильной частоты соединен с пьезоизлучателем 2, расположенным в камере интерферометра 3. Пьезоприемник 4, перемещаемый посредством блока 5 перемещения, подключен к входу усилителя — детектора 6. Элементы 1-5 составляют электроакустический тракт интерферометра переменной длины. Выход усилителя — детектора 6 подключен к однопо542134 лярному пиковому детектору 7 положительной полярности, также к однополярному пиковому дете. тору 8 отрицательной полярности, подключенному к источнику 9 положительного напряжения смешения. Между выходами детекторов 7 и 8 подключен делитель 10 с коэффициентом деления 1:2. Выход усилителя — детектора 6 подключен также к двухполярному пиковому цетектору 11, нагруженному делителем 12 с коэффициентом деления 1:2. Выходы делителей 10 и 12 подключены к раздельным входам измерителя 13 отношения постоянных напряжений, например, логометриче ского измерительного прибора. К общему незаземленному входу измерителя 13 отношения подключен выход детектора 8.

Устройство рабо=ает следующим образом.

Включают питание устройства, после чего генератор 1 начинает вырабатывать высокочастотное напряжение, подаваемое на пьезоизлучатель 2. Пьезоизлучатель 2 излучает ультразвуковые волны, распространяющиеся в исслецуемом веществе, помещенном в камере интерферометра 3. Ультразвук частично отражается от пьезоприемника 4, частично преобразуется им в электрические колебания, усиливаемые и детектируемые усилителем — детектором 6. С началом измерения запускают блок перемещения, который начинает сближать пьезопреобразователи 2 и 4. На обкладках пьезоприемника 4 развивается переменное напряжение, максимумы модуля которого соответствует акустическому резонансу столбика среды между преобразователями

2 и 4 и повторяются при изменении длины столбика на каждую полуволну ультразвука. Минимумы же получаются при длине столбика среды, отличающейся от указанного на четверть волны ультразвука. Огибающая переменного напряжения выделяется детектором, входящим в состав блока 6 и в положительной полярности поступает на выход блока 6. Выходное напряжение усилителя-детектора 6 изображено на фиг. 2а.

На выходе пикового детектора 7 выделяется положительное напряжение, пропорциональное модулю максимального напряжения пьезоприемника 4 (фиг,2б). На выходе пикового детектора 8, поскольку on подключен к источнику 9 напряжения смещения, величина которого больше наибольшего минимума выходного напряжения блока 6 и одной полярности с цим, выделяется положительное напряже!

5 ние, пропорциональное минимуму напряжения U mi n пьезоприем ика 4 (фиг. 2б) . В то же время напряжение 5g между выходами делителя 10 и детектора 8 равно

Umax Um

2 выделяется отрицательное напряжение, пропорциональное разности максимального и минимального напряженя — (Umax — Umn;) . Выходное напряжеш е лслителя 12 равно — " - < < (фиг. 2 в) . Напряжение между выходами детектора 8 и делителя 12 равно:

+ /11 т! . ma.к 4 1лъЖ

<пЖ (<т а.х "тп д. s 2 =

2 (фиг. 2). Измер<гтель 13 отношения постоянных напряжений с л."заземленными входами покажет отношение обоих входных напряжений, т.е.

+m.с «11 т а

U -1.1 тп п

С уменьшением расстояния между преобразователями выходные напряжения детекторов 7 и 11 увеличиваются по абсолютному значению, а выходное напряжение детектора 8 относительно корпуса несколько увели ивается. Поглощение ультразвука определяют по приращению логарифма показаний измерителя 13 отношения, соответствующему заданному изменению расстояния между преобразователями 2 и 4.

В случае отрицательной полярности выходного напряжения усилителя-детектора 6, полярности детекторов 7, 8, 11 и источника 9 смещения должны быть изменены на противоположные.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента поглощения ультразвука, содержащее электроакустический тракт интерферометра, состоящий из генератора электрических колебаний стабильной частоты и акустической камеры переменной длины, к выходу которого подключены последовательно соединенные усилитель-детектор и регистрирующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматизации процесса измерения, регистрирующий блок выполнен в виде однополярного пикового детектора положительной полярности, однополярного пикового детектора отрицательной полярности с положительным смецвнием и двухполярного пикового детектора, между выходами однополярных детекторов и на выходе двухполярного детектора включены делители напряжения с коэффициентом деления 1:2, выходы делителей напряжения подключены к входам измерителя отношения постоянных напряжений, общий вход которого соединен с выходом однополярного пикового детектора отрицательной полярности с положительным смещением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1. А. Е. Колесников "Ультразвуковые измерения" Изд. Стандартов М. 1970, стр. 96-97.

2. У. Мэзон пер. с англ.. "Методы и приборы ультразвуковых исследований" Изд. Мир 1966, Т. 1 ч.А., стр. 339-343.

542134 так + тгп)/2

9 иг, 2

Составитель В. Антипов

ÒåõÐåéÌ.Ликович

Корректор Т. Чаброва

Редактор В. Ершова

Заказ 5957/28

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

Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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