Ультразвуковой преобразователь для исследования жидкостей Советский патент 1985 года по МПК G01N29/02 

00

эо

CD 4

со

1

Изобретение относится к акустической измерительной технике и может быть использовано для исследова НИН малых объемов жидкостей, например капли крови.

Целью изобретения являются упрощение конструкции преобразователя за счет выполнения вогнутой поверхности в виде простых геометрических поверхностей и повышение точности исследования малых объемов жидкостей за счет уменьшения максимального разброса показаний и увеличения отношения полезный сигнал-помех

На чертеже представлен ультразвуковой преобразователь дпя исследования жидкостей.

Ультразвуковой преобразователь для исследования жидкостей содержит пьезопреобразователь 1 и линию 2 задержки. Линия 2 задержки вьтолнена в виде тела вращения с ребристой боковой поверхностью 3 и гладкой торцовой поверхностью 4, с которой акустически связан пьезопреобразователь 1,. В центре другой торцовой поверхности выполнено осесимметричное углубление 5. Углубление 5 вьшолнено в виде усеченного конуса 6 и сопряженного по его меньшему периметру цилиндра 7. Больший диаметр усеченного конуса 6 равен диаметру торца линии 2 задержки. Площадь основания

8цилиндра 7 выбирается такой, что капля 9 исследуемой жидкости покрывает ее полностью.

Глубина цилиндра 7 выбирается большей дпины волн используемых ультразвуковых колебаний как в капл

9исследуемой жидкости, так и в материале линии 2 задержки.

Наиболее оптимальной является глубина цилиндра 7, равная 1-3 длинам волн ультразвуковых колебаний. Высота усеченного конуса 6 выбирается большей длины волны используемых ультразвуковых колебаний в материале линии 2 задержки.

Шаг ребер боковой поверхности 3 эыбирается из условия обеспечения

432

эффективного рассеяния ультразвуковых колебаний.

Ультразвуковой преобразователь для исследования жидкости работает следующим образом.

В углублении 5 линии 2 задержки размещают каплю 9 исследуемой жидкости. Пьезопреобразователь 1 излучает в линию 2 задержки через торцовую поверхность 4 ультразвуковые

колебания. Ультразвуковые колебания, падающие нормально на основании 8 цилиндра 7, отражаются от границы материал линии 2 задержки - исследуемая жидкость, возвращаются к пьезопреобразователю 1 и далее, в виде электрического сигнала, поступают в измерительную аппаратуру (не показана), при помощи которой определяются характеристики исследуемой жидкости. Ультразвуковые колебания, падающие на конус 6, отражаются, попадают на ребристую боковую поверхность 3 и рассеиваются на ней.

Часть рассеянных колебаний попадает на цилиндр 7 и вторично отражается в направлении боковой ребристой поверхности 3. Ультразвуковые колебания, падающие на основание 8

цилиндра 7 под углом, отражаются от искривленной части свободной поверхности капли 9 исследуемой жидкости и также попадают на ребристую боковую поверхность 3.

Ультразвуковой преобразователь для исследования жидкостей с линией задержки диаметром 10 мм и длиной 20 мм из органического стекла с углублением в виде усеченного конуса

высотой 0,45 мм и цилиндра диаметром 5 мм и высотой 1 мм и с пьезопреобразователем диаметром 6 мм на резонансную частоту 2,5 МГц при измерениях по методике импульсной

рефлексометрии с длительностью возбуждающего импульса 2 мкс по сравнению с преобразователем, выполненным по прототипу с аналогичными параметрами, позволяет снизить

максимальньй разброс показаний более чем в 4 раза и повысить отношение полезньй сигнал-помеха на 6 дБ.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ, содержащий пьезопрербразователь и акустически связанную с ним торцом линию задержки, выполненную в виде тела вращения с ребристой боковой поверхностью, в центре свободного торца линии задержки вьшолнено осесимметричное углубление, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции преобразователя и повьппения точности исследования малых объемов жидкостей, углубление вьтолнено в виде усеченного конуса и сопряженного по его меньшему периметру цилиндра, а больший диаметр усеченного конуса равен диаметру торца линии задержки.