Способ измерения фазовой скорости ультразвука Советский патент 1985 года по МПК G01H5/00 

1 Изобретение относится к ультразвуковым измерениям и может быть использовано при лабораторных иссле дованиях, при контроле свойств жидкости в технологических процессах, в биофизике и т.д. Целью изобретения является повышение точности измерения фазовой скорости ультразвука. На фиг. 1 приведена эквивалентна схема интерферометра; на фиг.2 зависимость фазового сдвига от расстояния между излучателем и рефлектором при различной степени шунтирования; на фиг.З - участки фазовых зависимостей вблизи максимума ампли туды полного импеданса; на фиг.4 то же, вблизи минимумов амплитуды полного импеданса; на фиг. 5 - устройство, реализующее способ измерения фазовой скорости ультразвука. Устройство, реализующее способ 1измерения фазовой скорости ультразвука, состоит из последовательно соединенных высокочастотного генера тора 1, генератора 2 тока и измерительной камеры интерферометра 3. К выходу генератора 2 тока подключена схема 4 регистрации амплитуды, фазо измерительная схема 5 включена между выходом высокочастотного генератора 1 и выходом генератора 2 тока. Способ измерения фазовой скорости ультразвука осуществляется следующим образом. Импеданс интерферометра может быть расчитан по эквивалентной схем (фиг.1), результаты расчета представ лены на фиг. 2-4. Характерной, особенностью поведения фазового сдви га от расстояния являются сильное влияние степени шунтирования на кру 082 тизну фазовой характеристики в окрестностях максимумов импеданса и слабое влияние шунтирования в окрестностях минимумов при высокой крутизне фазовой характеристики в области, примыкающей к положению минимума. При измерении фазовой скорости ультразвука возбуждают излучатель интерферометра 3 напряжением с высокочастотного генератора 1 через генератор 2 тока, излучают ультразвуковые колебания в исследуемую среду, изменяют волновое расстояние, проходимое ультразвуком и измеряют амплитуду сигнала на преобразователе схемой 4 регистрации амплитуды, а разность фаз сигналов - фазоизмерительной схемой 5, возбуждают преобразователь через генератор 2 тока, изменяют волновое расстояние, до получения минимума амплитуды сигнала на преобразователь, в окрестностях минимума амплитуды сигнала изменяют волновое расстояние до получения нулевых значений разности фаз между напряжением на входе и выходе генератора 2 тока, замеренных фазоизмерительной схемой 5, фиксируют эти расстояния, по полученным значениям волновых расстояний определяют длину волны ультразвуковых колебаний, а по длине волны и известной частоте колебаний определяют фазовую скорость ультразвука. Проведение измерений фазовых характеристик вблизи минимума амплитудной кривой позволяет исключить влияние шунтирования излучателя и повысить точность измерения фазовой скорости ультразвука.

3 2Kdf

Фиг Л

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОЙ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА, заключающийся в том, что излучают ультразвуковые колебания в исследуемую среду, изменяют волновое расстояние, проходиИ L мое ультразвуком, измеряют амплитуду сигнала на преобразователе и разность фаз сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, возбуждают .преобразователь через генератор тока, изменяют волновое расстояние до получе- . ния минимума амплитуды сигнала на преобразователе, в окрестностях минимума амплитуды сигнала изменяют волновое расстояние до получения нулевых значений разности фаз между напряжением на входе и выходе генератора тока и фиксируют эти расстояния, по полученным значениям волно о вых расстояний опредеозяют длину вол(Л ны ультразвуковых колебаний, а по длине волны и известной частоте колебаний определяют фазовую скорость ультразвука. 00 о а о 00 . т I Фиг t

i