Способ создания эталонных плотностных неоднородностей
Патент 741120
Авторы
Способ создания эталонных плотностных неоднородностей
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических республик
К АВТОРСКОМУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 280278 (21) 2584618/18-25 (51) М КЛ.
01 N 21/46
G 02 В 27/38 с присоединением заявки Но (23) Приоритет—
Государственный комитет
СССР
- ио делам изобретений и открытий
Опубликовано 1506.80. Бюллетень Но 22
Дата опубликования описания 150680 (53) УД (535. 322..4 (088.8) Т.М. Бездудняя, Э.И.Дуроэич, 3.И. Красовский, Б.В. Наумов. и A.Ä.Ôåäîðîýñêèé (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЭТАЛОННЫХ ПЛОТНОСТНЫХ
НЕОДНОРОДНОС ТКИ
1, Изобретение относится к области технической физики, к области исследования физических свойств веществ с помощью оптических методов и может быть использовано при создании плотностных неоднородностей в исследуемой среде, необходимых для оценки работоспособности, чувствительности, динамических и частотных характеристик теневых гидрооптических приборов с фотоэлектрической приемной частью, регистрирующих флуктуации плотности морской воды..
Известен способ создания темпера- 15 турных (плотностных) градиентов непосредственно в водной среде путем воздействия теплового потока излучения на поверхность. воды, интенсив- ность которого измержот путем регули . рования питания излучателей или высоты их расположения над водой (11, Однако, для оценки созданнцх температурных градиентов в водной. среде отсутствует измерительная техника. 25
Кроме того, такое воспроизведение градиентов характеризуется нестабильностью нз-эа изменений внешних факторов (температура воды и воздуха, атмосферное давление и др.) . Оче-ЗО
2 видно, что при таком способе создания неоднородностей возможна лишь весьма приближенная оценка характе- ристик приборов.
Наиболее бЛизким техническим решением к данному изобретению является способ создания эталонных плотностных неоднородностей путем возбуждения поля ультразвуковЫх колебаний в простмотровом объеме прибора (2).
Изображение ультразвукового луча становится видииям вследствие изменения плотности (показателя преломления) э чередующихся областях сжатия и разрежения среды, характеризующих ультразвуковое поле s жидкости, причем размеры этих областей вдоль распространения ультразвукоэого луча однозначно определяются длиной волны ультразвуковых колебаний.. .Изменение плотности д связано с изменением показателя преломления д Ь воды (h -1, 33) выражением г
Аg/р . дh/(h-4) где P - плотность невозмущенной среды.
C другой стороны, можно показать, что средний градиент показателя пре741120 ломления в воде на участке в пол длины волны распространяющихся ультразвуковых колебаний пропорционален квадрату резонансной частоты
f излучателя колебаний и величине приложенного к излучателю напряжения Vг.:
Kf V (h - 1), (2) где К вЂ” коэффициент, учитывающий влияние .параметров среды и излучающей платины;
h - показатель преломления невозмущенной среды.
Следовательно, изменяя амплиту-. ду и частоту подаваемого на пласти ну в среде напряжения можно менять параметры возбуждаемого в среде переменного поля плотности - линейные размеры участков возбуждения среды в направлении распространения ультразвукового луча и отклонение 20 плотности .среды в этих участках от равновесной плотности;
При таком способе имитации эталонных неоднородностей могут быть количественно оценены практически все э5 наиболее важные параметры теневых гидрооптических приборов: чувствительность, динамический диапазонв частотная характеристика.
Так, оценку чувствительности, динамического диапазона можно производить варьируя величину отклонений плотности возмущенных участков среды путем изменения амплитуды подводимого к излучателю напряжения. Оценку частотных. свойств можно осуществлять при изменении частоты подводимого к излучателю напряжения.
К недостаткам известного способа относится то,что при изменении частоты напряжения происходит изменение 40 плотности возмущенных участков среды, причем закон изменения:нелинеен,что . затрудняет и удлиняет процесс абра" ботки результатов.
Кроме того, работа излучателя на 45 частоте, отличной от резонансной, нежелательна, следовательно, для оценки. частотного диапазона прибора потребуЕтся.ряд излучателей с различными значениями резонансной час- 50 таты.
Цель изобретения — упрощение и повышение экспрессивности процесса получения количественной оценки чувствительности,динамического диапазойа и амплитудно-частотной характеристики приборов в широком диапазоне, линеаризация процесса изменения параметров эталонных неоднородностей.
Поставленная цель достигается тем,. .что в известном способе на излуча- 60 тель ультразвуковых колебаний подают амплитудно-модулированное высокочастотное несущее напряжение, причем частоту несущего напряжения выбирают равной резонансной частоте 65 излучателя, а амплитуду и частоту модулирующего, напряжения изменяют исходя из требований к параметрам создаваемых неоднородностей по известной зависимости между значениями последних и значениями амплитуды и частоты модулирующего напряжения.
На чертеже представлено устройство для реализации данного способа.
Устройство содержит излучатель 1, ультразвуковых ксотебаний, просмотровый объем 2 теневого прибора, генератор 3 высокой частоты, генератор
4 низкой частоты и смеситель 5.
Способ осуществляется следующим образом.
Излучатель 1 ультразвуковых колебаний установлен таким образом, что генерирует колебания которые пересекают просмотровый. объем 2 теневого прибора. Высококачественное и низкочастотное нанряжение, снимаемые с выходов, генератора 3 высокой частоты 3 и генератора 4 низкой частоты, подаются на вход смесителя 5 напряжения. С выхода смесителя на пласти-. ну излучателя поступает амплитудномодулированное высококачественное напряжение.
Зависимость между параметрами создаваемых плотностных неоднородностей и параметрами модулирующего напряжения может быть выражена формулой, аналогичной приведенной выше формуле (2):
Л hf = КК2V (h — 1), (3) где V — подводимое к излучателю переменное напряжение, значение которого изменяется в соответствии с измене-. нием параметров модулнрующего напряжений.
Линейным изменением уровня амплитудно-модулированного напряжения, коэффициента глубины модуляции и час-. тоты модулирующего напряжения можно задавать линейный закон изменения градиента показателя преломления.
При изменении частоты модулирующего напряжения сохраняется линейный закон изменения плотности.
Испсльзование настоящего изобретения позволяет достаточно просто и быстро производить. количественную оценку параметров теневых гидрооптических приборов (как с параллельным пучком в просмотровом объеме, .так, и с расходящимся) в широком диапазоне пульсаций плотности и, прежде все- го, в диапазоне, соответствующем процессам изменений плотности в исследуемой среде; возможна количествен- ная оценка широкого круга параметров приборов: чувствительности, динамического диапазона, амплитудно-частотной характеристики; оценка параметров может осуществляться непосредственно в исследуемой среде, т.е . мох<741120
Формула изобретения
Составитель A.Ùóðoâ
Техред Ж.Кастелевич
Корректор В. Бутяга
Редактор П.Макаревич
Типаж 1019 Подписное .
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, РаУшская наб., д. 4/5
Заказ 3322/4
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 но производить периодический контроль за стабильностью параметров приборов в процессе их Функционирования.
Способ создания эталонных плотностных неоднородностей для оценки параметров теневых гидростатических приборов путем возбуждения поля ультразвуковых колебаний в просмотровом объеме приборов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и повыаения экспрессивности. процесса получения количественной оценки чувствительности, динамического диапазо- 15 на и амплитудно-частотной характеристики приборов в широком диапазоне линеаризации процесса изменения параметров эталонных неоднородностей, на излучатель ультразвуковых колебаний подают амплитудно-модулированное высокочастотное несущее напряжение, причем частоту несущего. напряжения выбирают равной резонансной. частоте излучателя, а амплитуду и частоту модулирующего налряжения изменяют исходя из требований к параметрам создаваемых неоднородностей по известной зависимости между значениями последних и значениями амплитуды модулирующего напряжения.
Источники инФормации, принятые;во внимание при экспертизе
1. Аварское свидетельство СССР
9478200, кл. G 01 J 3/32, 1972 °
2. Некоторые вопросы прикладной акустики. Нод ред. Ричардсона, М., 1962, с.115 (прототип) .