Оптический способ определения скорости ультразвуковой волны Советский патент 1988 года по МПК G01N21/00 

со

4

СО

113

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения скорости звуковой волны в прозрачных средах.

Цель изобретения - повышение точности измерения скорости ультразвуковой волны в оптически прозрачных средах путем измерения интенсивности дифрагированного пучка света в заданном направлении.

На чертеже изображено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство состоит из лазера 1, свет которого проходит через среду 2, в которой требуется определить скорость звука, возбудителя 3 звуковых колебаний, поглотителя 4 звука, измерителя 5 интенсивности света и перестраиваемого генератора 6 ультразвуковых колебаний.

Устройство работает следующим образом.

Чтобы реализовать дифракцию Рамана Ната, необходимо обеспечить нормальное падение света на звуковой пучок.

В оптически прозрачной среде 2с помощью возбудителя 3 и поглотителя 4 звука возбуждается бегущая ультразвуковая волны. Световая волна лазера 1 направляется на звуковой пучок, и с помощью измерителя 5 интенсивное- ти света осуществляется измерение величины первой дифракционной составляющей. Одновременно производят изменение частоты звуковых колебаний, добиваясь двух максимальных значений дифракционной составляющей при частотах f,

и

2.5 после чего вычисляют

скорость звука следующим образом.

Отношение интенсивности первой L/ и нулевой IP дифракционных составляющих определяется выражением

К и К - волновые векторы света и

звука соответственно-, q 01-03.

Как следует из вьфажения (1), отношение 1,/ есть периодическая функция от ряда параметров, в том числе от частоты звуковой волны.

Если fд и f01 есть частоты ультразвуковых колебаний, при которых отношение (1) принимает максимальные значения:

К 01 ij 4К

Г/2 и 1 3/F/2,

то из равенства

iT L(f 01 - f 01 ) .-Г

можно определить скорость среде:

и

К

5 0

5

Формула изобретения

Оптический способ определения скорости ультразвуковой волны, заключающийся в выборе угла взаимодействия, частоты ультразвука и длины взаимодействия таким образом, чтобы обеспечить дифракцию Рамана-Ната, о т - личающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, осуществляют измерение интенсивности первой дифракционной составляющей, изменяют частоту ультразвуковых колебаний, определяют значения частот, при которых интенсивность составляющей дважды принимает максимальные значения с изменением частоты звука, а затем вычисляют скорость звука в среде.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения скорости звуковой волны в прозрачных средах. Цель изобретения - повышение точности измерения скорости ультразвуковой волны в оптически прозрачных средах - достигается за счет измерения интенсивности дифрагированного пучка света в заданном направлении. Точность суммирования интенсивности света в заданном направлении вьше точности измерения угла, соответствующего заданной интенсивности света. В оптически прозрачной среде 2 с помощью возбудителя 3 ультразвука и поглотителя 4 звука возбуждается бегущая ультразвуковая волна. Световая волна лазера 1 направляется на звуковой пучок, и с помощью измерителя интенсивности света осуществляется измерение величины первой дифракционной составляющей. Изменяя частоту ультразвуковых колебаний при помощи генератора 6, добиваются двух максимальных значений дифракционной составляющей. Фиксируются частоты, соответствующие этим значениям. 1 ил. со сл