Интерферометр для измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука в жидкостях и газах Советский патент 1985 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к устройCTBcw для измерения акустических параметров жидких и газообразных с и может быть использовано для конт роля в химической, пищевой и други областях промышленности и в научны исследованиях. Известен ультразвуковой интерферометр, содержащий электроакусти ческий тракт переменной длины,блок перемещения преобразователя, схемы определения момента максимального ходного напряжения и уровня 0,707 максимального для определения шири ны резонансных пиков, по которой с помощью счетчика-индикатора путем подбораскорости перемещения пьезо приемника получают цифровое значен коэффициента поглощения ультразвук 1.Однако с помощью данного интерферометра невозможно с большой точ ностью получить на табло счетчикаиндикатора цифровое значение коэффициента поглощения ультразвука путем подбора скорости перемещения пьезоприемника, если это цифровое значение не измерено другим способом. Наиболее близок к предлагаемому интерферометр для измерения скорости и коэффициента поглощения ультр звука в жидкостях и газах,содержащи частотомер, генератор, акустическую камеру, состоящую из корпуса, излучающего преобразователя, размещенного в нем и подключенного к выходам частотомера и генератора, и приемного преобразователя, установленного Б корпусе с возможностью перемещения, блок перемещения, механически связанный с приемным преобразователем, последовательно соединенные селективный микровольтметр входом подключенный к приемному пре образователю, детектор и регистрирующее устройство С2. Коэффициент поглощения ультразвука с помощью данного итерферометра определяется посредством измерения ширины резонансного пика в контрольной -жидкости, а затем в исследуемой и расчитыйается по разности этих величин, ширина резонансного пика интерферометра зависит от соотношения волновых сопротивлений заполняющей интерферометр среды и материала отражателя, поэтому не может быть константой прибора. Цель изобретения - повышение точности измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука. Указанная цель достигается тем, что в интерферометре для измерения скорости и коэффициента поглощения ультразвука JB жидкостях и газах, содержащем частотомер, генератор, акустическую камеру, состоящую из корпуса, излучающего преобразователя, размещенного в нем и подключенного к выходам частотомера и генератора, и приемного преобразователя, установленного в корпусе с воз-., можностью перемещения, блок перемещения, механически связанный с приемным преобразователем, последовательно соединенные селективный микровольтметр, входом подключенный к приемному преобразователю, детектор и регистрирующее устройство, в акустическую камеру между излучающим и. приемным преобразователями введены вольфрамовая пластина с отверстиями, образующая с приемнь м преобразователем резонатор, и контактирующая с последней и расположенная со стороны излучающего преобразователя звукопоглощающая пластина с отверстиями, оси которых совпадают с осями отверстий вольфрамовой пластины. На чертеже .представлена блоксхема интерферометра. Интерферометр содержит частотомер 1, генератор 2, акустическую камеру, состоящую из корпуса 3, излучающего преобразователя 4 и подключенного к частотомеру 1 и генератору 2, и приемного преобразователя 5, блок 6 перемещений, механически связанный с приемным преобразователем 5, последовательно соединенные селективный микровольтметр 7, подключенный к приемному преобразователю 5, детектор 8 и регистрирующее устройство 9, вольфрамовую пластину 10,звукопоглощающую пластину 11 с отверстиями 12. Акустический интерферометр работает следующим образом. Синусоидальное напряжение частоты f, которая контролируется частотомером 1, подается с генератора 2 на излучающий преобразова-г тель 4. Ультразвуковые волны достигают звукопоглощающей пластины 11 и частично поглощаются ею. Часть энергии идет на возбуждение резонатора через отверстия 12. При оавномерном перемещении приемного преобразователя 5 резонатор, образованный вольфрамовой пластиной 10, периодически возбуждается и на выходе регистрирующего устройства 9 записыва отся резонансные пики. По расстоянию между резонансными пиками расчитывается скорость звука в среде. По ширине резонансных пиков расчитывается коэффициент поглощения ультразвука из соотношения1/Q l/Qct+ 1/Q

где Q - добротность резонатора, определяемая по ширине резонансного пика на уровне 0,707 от максимума сигнала; Q u;/2ciC.

Величина Q зависит от соотношения волновых сопротивлений среды и материала отражателя (т.е.вольфрамовой пластины)

:Г

a,

PiS/f /.

где р,С и р С - соответственно волновые сопротивления материала отражателя и среды.

Таким образом, замена излучающего пьезопреобраэователя вольфрамовой пластиной с отверстиями связи на порядок увеличивает величину.fly, что существенно повышает точность измерения скорости звука и коэффициента поглощения по ширине резонансного пика.

ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА В ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ, содержащий частотомер, генератор, акустическую камеру,состоящую из корпуса, излучающего преобразователя, размещенного в нем и подключенного к выходам частотомера и генера тора, и приемного преобразователя, установленного в корпусе с возможнс стью перемещения, блок перемещения, механически связанный с приемным преобразователем, последовательАо соединенные-селективный микровольтметр, входом подключенный к приемному преобразователю, детектор и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в акустическую камеру, между излучающим и приемным преобразователями, введены вольфрамовая пластина с отверстиями, образующая с приемным преобразователем резонатор, и контактирующая с последней и расположенная со (Л стороны излучающего преобразователя звукопоглощающая пластина с отверстиями, оси которых совпадают с осями отверстий вольфрамовой пластины.