Ультразвуковой интерферометр Советский патент 1984 года по МПК G01H5/00 G01N29/02 

Изобретение ,относится к технике акустических измерений и может быть использовано для прецизионных .измерений фазовой скорости и коэффициента затухания ультразвука в жидких средах.

Известен ультразвуковой интерферометр, содержащий измерительную камеру, включающую излучательи рефлектор, и двухкаскадный усилитель постоянного тока.

Измерение скорости ультразвука осуществляется обычным способом по минимумам кривой реакции, а точность измерения достигает (на высоких частотах 0/01-0,02% .

Недостатком интерферометра является то, что он дает искаженно.е воспроизведение кривой реакции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является ультразвуковой интерферометр, содержащий измерительную камеру, включаквдую излучатель и р.ефлектрр, высокочастотный кварцевый генератор и соединенный с излучателем высокоомный блок регистрации 2 .

Однако внутреннее выходное сопротивление генератора достаточно мало, так что происходит уменьшение амплитуды максиктумов импеданса кривой реакции и-з-за. паразитного шунтирования входной цепи блока регистрации выходным сопротивлением генератора, что в свою очередь приводит к систематическим погрешностям определения скорости и. коэффициента затухания ультразвука.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой интерферометр, содержащий измерительную камеру, включающую излучатель и рефлектор, высокочастотный кварцевый генератор и соединенный с излучателем высокоомный блок регистрации, снабжен включенным параллельно излучателю компенсирующим резонатором и конденсатором связи, потенциальный электрод компенсирующего резонатора через конденсатор связи соединен с резонатором кварцевого генератора, а емкостное сопротивление конденсатора связи на порядок превышает модуль акустического импеданса интерферометра в рабочих максимумах кривой реакции. ,

На фиг. 1 приведена принципиальная схема ультразвукового интерферометра; на фиг. 2 - характерные огибающие максимумов и минимумов модуля импеданса.

Ультразвуковой интерферометр содержит измерительную камеру 1 (.фиг. заполняемую, исследуемой жидкостью.

h включающую излучатель 2 и рефлектор 3,, включенный параллельно излучателю 2 высокоомный блок 4 регистрации, и компенсирующий резонатор 5, конденсатор 6 связи, кварцевый гене5 ратор 7, собранный по схеме ПирсаМиллера, потенциальный электрод компенсирующего резонатора 5 через конденсатор 6 связи соединен с резонатором 8 кварцевого генератора 7.

0 Для установки .частоты генератора 7, близкой к частоте резонанса парал лельного контура, составленного из параллельных емкостей излучателя 2, резонатора 5 и его эквивалентных

5 индуктивностей и емкостей, параллельно резонатору 8 включен конденсатор 9 переменной емкости, среднее значение которого равно сумме емкое- тей излучателя и входной цепи блока

0 регистрации.

Устранение шунтирующего влияния импеданса Z интерферометра достигается выбором емкости конденсатора 6 связи из условия

10IZ,

max

ШС,

се

где IZ If,-- модуль импеданса интерферометра в рабочих максиму3Qмах кривой реакции.

Увеличение -емкости сверх оптимальног значения приводит к заметному шунтированию, уменьшение же ее сопровождается уменьшением напряжения на излу35 чателе 2, т.е. приводит к сокращению динамического диапазона измерений..

; Интерферометр работает следукйцим образом.

При включении напряжения генера отора 7 возбуждается по частоте, весьма близкой к частоте параллельного резонатора эквивалентного контура, ; составленного из параллельно соединенных емкостей резонатора 8, конденсатора 9 и эквивалентных индуктивности и емкости последовательной ветви резонатора 8. Высокочастотное напряжение с чрезвычайно малым коэффициентом гармоник через конденсатор 6 связи поступает на излучатель 2. .

50 Если суммарная емкость излучателя 2, резонатора 5 и входной емкости блока 4 равна суммарной емкости резо натора 8, конденсатора 9 и входной емкости транзистора генератора 7,

55 то будут обеспечены условия устранения неконтролируемых вариаций резонансных частот обоих резонаторов.

При перемещении рефлектора 3 от60 носительно излучателя 2 амплитуда высокочастотного напряжения на ifiocледнем изменяется пропорционально акустическому импедансу камеры 1 (вследствие большой величины Б;;)

5 и измеряется блоком 4 регистрации.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР, содержащий измерительную камеру, включакядую излучатель и рефлектор, высокочастотный кварцевый генератор и соединенный с излучагелем высокоомный блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения: точности измерений, он снабжен включенным параллельно иэ лучателю компенсцруюдам резонаторе и конденсатором связи, потенциалышй электрод компенсируннцего резонатора через конденсатор связи соединен с резонатором кварцевого генератора, а емкостное сопротивление конденсатора связи на порядок превышает мс|дуль акустического импеданса интер-8 ферометра в рабочих максимумах кри(Л вой реакции. . , да сд со О1