Способ измерения скорости распространения акустических колебаний и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01N29/00 G01H5/00 

N

ф

ние функциональных возможностей за счет определения коэффициента поглощения акустических колебаний. Устроство для измерения скорости распространения и коэффициента поглощения акустических колебаний содержит измерительную камеру 1, управляемые генераторы 2 и 3 соответственно высокой и низкой частоты, первый 4 и второй 7 фазовращатели первый 5 и второй 8 фазовые детекторы, первый 6 и второй 12 измерители девиации частоты, амплитудный детектор 9,, блок 10 регулировки уровня и частотомер 11. Путем ручной настройки фазовращателя 4 добиваются максимальных показаний первого измерителя 6 девиации частоты. При этом несущая частота генератора 2 высокой частоты будет соответствовать минимальной крутизне фазочастотной характеристики измерительной камеры 1. Ручной настройкой второго фазовращателя 7 добиваются максимального по- казания амплитудного детектора 9, что соответствует наиболее точной настройке измерительной камеры 1 на минимум крутизны ее фазочастотной характеристики. Искомые параметры определяются по расчетным формулам. 2 с.По ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для определения физико- механических характеристик материалов при различных технологических процессах. Цель изобретения - повышение точности измерений и расшире

1

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для определения физико-механических характеристик материалов при различных технологических процес- саХо

Цель изобретения повьшение точности измерений и расширение функциональных возможностей за счет определения и коэффициента поглощения акусти- ческих колебаний.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения скорости распространения и коэффициента поглощения акустичес1шх колебаний.

Устройство содержит измерительную камеру 1 с излучающим и приемным преобразователями (не показаны), управ- ля емьй генератор 2 высокой частоты, управляемый генератор 3 низкой час тоты, последовательно соединенные первый фазовращатель 4 и первьш фазовый детектор 5, второй вход которого соединен с выходом измерительной ка- меры 1S последовательно соединенные первый измеритель 6 девиации частоты, второй фазовращатель 7 и второй фазовый детектор 8, второй-вход которого подключен к первому выходу управляемого генератора 3 низкой часто- ты, вход которого связан с выходом второго фазового детектора 8, амплитудный детектор 9, соединенный с выходом первого измерителя б девиации

,:

5

5

0

0

частоты, блок 10 регулировки уровня, вход которого подключен ко второму выходу генератора 3 низкой частоты, а выход - к первому входу генератора 2 высокой частоты, частотомер 11 и второй измеритель 12 девиации частоты, второй вход генератора 2 высокой частоты подключен к выходу первого фазового детектора 5, выходы генератора -2 высокой частоты связаны со входами первого фазовращателя 4, измерительной камеры 1, частотомера 11 и второго измерителя 12 девиации частоты, вход первого измерителя 6 девиации частоты соединен с выходом измерительной камеры 1.

Устройство работает следующим образом..

Напряжение высокой частоты, модулированное по частоте управляемым генератором 3 низкой частоты, с выхода управляемого генератора 2 подается на вход измерительной камеры 1 постоянной длины, возбуждая в исследуемой среде акустические колебания. Акустические колебания на выходе измерительной камеры 1 преобразуются в напряжение, которое подается на входы первых измерителя 6 девиации частоты и фазового детектора 5, на другой вход которого поступает через первый фазовращатель 4 напряжение от управляемого генератора 2 высокой частоты. Путем ручной настройки фазо 1

вращателя 4 добиваются максимальных показаний первого измерителя 6 девиации частоты или амплитудного детектора 9, на вход которого поступает нпряжение с низкочастотного выхода измерителя 6 девиации частоты. При этом за счет сигнала отрицательной обратной связи с выхода первого фазового детектора 5 на вход управляемого генератора 2 высокой частоты несущая частота вырабатываемого им напряжения поддерживается соответ-. ствующей минимальному значению крутизны фазочастотной характеристики измерительной камеры 1. Сигнал, поступающий с низкочастотного выхода первого измерителя 6 девиации частоты на вход второго фазового детектора 8 через второй фазовращатель 7,- вместе с сигналом, приходящим с выхода управляемого генератора 3 низкой частоты на второй фазовый детектор 8, формирует на его выходе напряжение, которое управляет частотой напряжения на вьпсоде ттравляе- мого генератора 3 низкой частоты и частотой модуляции напряжения, на выходе управляемого генератора 2 высокой частоты. Ручной настройкой второго фазовращателя 7 добиваются максимального показания амплитудного детектора 9. Показания f„ частотомера 11 будут соответствовать наиболее точной настройке измерительной камеры 1 на минимум крутизны ее фазочастотной характеристики. Ручной настройкой первого фазовращателя 4 можно перейти на изменение частоты ff,( и определить скорость распространения акустических волн из формулы

., 2L() V - - -j - ,

где L - длина измерительной камеры ,

К. - целое число. Блок 10 регулировки уровня позволяет изменять девиацию частоты ЛСОд сигнала, поступающего на вход измерительной камеры 1, а второй измеритель 12 девиации частоты позволяет измерить лсОд. С учетом показания &О первого измерителя 6 девиации частоты определяется коэффициент пог:|още- ния ot, по формуле

S ц. 1

1 Шо, Inr, тс

oL ,

2L

2L лез .

Ъ1Га

Гд и г

модули коэффициентов отражения акустических колебаний от излучающего и приемного преобразователей.

ормула изобретения

меряют значения f и „ несущей частоты излучаемых сигналов, соответствующие выделенным максимумам девиации частоты принимаемых сигналов, измеряют девиации йо и ЛСО частот

излучаемого и принимаемого сигналов на одной из измеренных несущих частот, а скорость V распространения акустических колебаний и коэффициент ai их поглощения определяют по форму ам

V

2L(fj,i ::fii).

(--- + 1)

1 т ЬОо

ОС ---1п-- ----- -f , Ша

где L - акустическая база измерений ,

К - целое число-,

г и модули коэффициентов отражения акустических колеба- ,

НИИ.

колебаний, содержащее измерительную камеру с излучающим и приемным преобразователями, управляемый генератор высокой частоты, управляемый генератор низкой частоты, последовательно соединенные первый фазовращатель вход которого связан с выходом управляемого генератора высокой час- тоты,и первый фазовый детектор, вто- . рой вход которого соединен с выходом

измерительной камеры, последовательно соединенные первый измерител. девиации частоты, второй фазовращатель и второй фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу управляемого генератора низкой частоты, вход которого связан с вьпсодом .второго фазового детектора, амплитудный детектор , соединенный с выходом перво- го измерителя девиации частоты, и частотомер,, вход измерительной камеры подключен к выходу управляемого гевыходом измерительной камеры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения Функциональных возможностей за счет определения и коэффициента поглощения колебаний, оно снабжено блоком регулировки уровня и вторым измерителем девиации часто ты, подключенным к выходу управляем го генератора высокой частоты, вход блока регулировки уровня связан с выходом управляемого генератора-низкой частоты, а выход - с вторым вхо

нератора высокой частоты первый вход

которого связан с выходом первого tsдом управляемого генератора высокой

фазового детектора, вход первого из-частоты, к выходу которого подклюмернтёля девиации частоты соединен счен частотомер,

выходом измерительной камеры, от личающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения Функциональных возможностей за счет определения и коэффициента поглощения колебаний, оно снабжено блоком регулировки уровня и вторым измерителем девиации частоты, подключенным к выходу управляемого генератора высокой частоты, вход блока регулировки уровня связан с выходом управляемого генератора-низкой частоты, а выход - с вторым вхо