Циклический измеритель скорости звука Советский патент 1986 года по МПК G01H5/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении скорости звука н морской воде. Цель изобретения - повышение точности измерений путем компенсации давления и температуры. На чертеже изображен циклический измеритель скорости звука. Циклический измеритель скорости звука содержит корпус 1, отражатель 2 из антикоррозийного сплава и противолежащий к торцовой поверхности отражателя 2 преобразователь 3, отражатель вьшолнен в виде герметичного пустотелого цилиндра 4 с наруж ной кольцевой проточкой 5, а длина отражателя 2 определяется из выражения: JlL ЕГ 1 L, Е, (l-2f.) d.i где L - расстояние между рабочей поверхностью преобразователя 3 и плоскостью крепления отражателя 2 (база) длина отражателя 2; D(d) - наружный (внутренний) диа метр отражателя 2; EJ - модуль Юнга базы; Ej - модуль Юнга отражателя 2; - коэффициент Пуассона. Отражающая поверхность 6 отражателя 2 имеет коническую или сфери ческую форму. Предусмотрена установка диафрагмы 7 для защиты преобразователя 3 о воздействия жидкости-(или морской воды) и микрометрическое соединение отражателя 2 с фиксирующей гайкой 8 В корпусе 1 установлен электронный блок 9, подключенный к преобразователю 3, для генерирования и усиления импульса излучения и для приема. Преобразователь 3 установлен на нижней крышке корпуса I и жестко связан с патрубком 10 с вентиляцион ным окном 11. Циклический измеритель скорости звука работает следующим образом. Электронный блок 9 вьфабатывает электрический импульс, который пода ется на преобразователь 3. Импульс излучается в воду через диафрагму 7 которая имеет толщину, согласованну с длиной волны, поэтому является зв копрозрачной. Далее импульс проходи через воду, отражается от поверхности 6 отражателя 2 и возвращается к преобразователю 3 с некоторой строго определенной задержкой по времени, которая является мерой скорости звука в воде. Отраженный импульс принимается преобразователем 3, который работает в обратном режиме. После усиления принятый импульс вызывает повторный запуск электронн го блока 9 и весь процесс повторяется, вызывая тем самым непрерывную генерацию последовательности импульсов. Частота этой последовательности оказывается прямо пропорциональной скорости звука в воде. Поясним вывод математического выражения для определения длины отра жателя 2. Стабилизация базы обеспечивается усовершенствованием, конструкции отражателя 2. Дпина патрубка 10 под действием давления уменьшается.согласно известному из теории упругости уравнению для всестороннего сжатия: 4, LJ где Ц - длина базы; Д - укорочение базы; Р - давление, Отражатель 2, имеющий внутреннюю полость, сжимается под действием только внешнего, а не всестороннего давления, поэтому его осевое сжатие Д рассчитывается по формуле; Дг Ц E,() Поскольку величины Ь и-d регулиг руются, появляется возможность точно задавать величину сжатия акустического отражателя 2 из условия полной компенсации встречно направленной деформации патрубка 10. Точная подгонка сжимаемости отражателя 2 производится путем углубления кольцевой проточки при экспериментальной отработке опытного образца. Пример. Температурная деформация патрубка 10 из инвара с температурным коэффициентомлинейного расширения К. .240 в диапазоне от О до составляет 6-10 L , что В 8 раз превЕ 1шает допустимую величину. Эта деформация компенсируется встречным тепловым расширением отражателя 2 из нержавеющей стали с .коэффициентом Kg 1110 , имею

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении скорости звука i в морской воде. Целью изобретения является повышение точности измерений путем компенсации давления и температуры. В циклическом измерителе скорости звука электронный блок вырабатывает электрический импульс, который подается на преобразователь. Импульс излучается в воду через диафрагму, которая имеет толщину, согла сованную с длиной волны, поэтому является звукопрозрачной. Далее импульс проходит через воду, отражается от поверхности отражателя и возвращается к преобразователю с некоторой строго определенной задержкой по времени, которая является мерой скорости звука в воде. Отраженный импульс принимается преобразователем, который работает в обратном режиме. После усиления принятый импульс вызывает повторный запуск электронного блока, и весь процесс повторяется, вызывая тем самым непрерывную генерацию последовательности импульсов. Частота этой последовательности оказывается прямопропорциональной скорости звука в воде. Ввиду того, что величины внутреннего и внешнего диаметров отражателя,выполненного в виде пустотелого цкпиндра, регулируются, появляется возможность точно ю задавать величину сжатия акустичес(/) кого отражателя, длина которого выбирается из выражения Lt Е, Ег