Радиоволновой измеритель колебаний Советский патент 1988 года по МПК G01H3/12 

/

-5

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля акустических колебаний. Целью изобретения является повьппение чувствительности за счет обеспечения линейности связи приращения фазы отраженной волны с приращением электрической длины радиолинии. В устройстве в качестве первичного преобразователя используется волновод с короткозамкнутой мембраной, подключенный к СВЧ-гене- ратору, работающему в режиме затягивания частоты. Эти элементы позволяют исключить нелинейные искажения при измерении акустических шумов и расширить частотный диапазон измеряемых акустических колебаний. 1 ил. i (Л

ш

I «4

vvvvOCwoCvv

та

/

:& 2

СХ)

ч

Изобретение относится к области измерител.иой техники и может быть использовано для.контроля акустических колебаний.

Целью изобретения является повышение чувствительности за счет обеспечения линейности связи приращения фазы отраженной волны с приращением электрической длины радиолинии,

На чертеже представлена схема радиоволнового измерителя колебаний.

Измеритель состоит из СВЧ-гене- ратора 1 в режиме затягивания частоты, сочлененного через объемный резонатор и волноводный переход с волно- водной секцией 2, которая на втором конце замкнута короткозамыкающей перемычкой-мембраной 3. Положение короткозамыкающей мембраны 3 выбирается на расстоянии, кратном целому числу полуволн длины волны радиолинии СВЧ-генератора 1,

Волноводная секция 2 имеет направленный ответвитель 4, имеющий с волноводной секцией одну общую стенг ку, в которой выполнены крестообразные возбуждающие щели, Направленньш ответвитель 4 с одной стороны замкну накоротко, а с другой подключен к блоку 5 измерения. Блок 5 измерения содержит детектор и индикатор.

Радиоволновой измеритель колебаний работает следующим образом.

СВЧ-генератор 1 в режиме затягивания частоты с коэффициентом затягивания 20-50 Мгц возбуждает высокочастотные колебания,- которые модулируются колебаниями мембраны 3, на которую воздействует акустическая волна. Колебания мембраны 3 вызывают изменение электрической длины волны радиолинии СБЧ-генератора 1, образованной волновой секцией 2. и поверхностью мембраны 3.

В результате изменения электрической длины линии между генератором и мембраной падающая электромагнит- ная волна модулируется по фазе в соответствии с формулой

zlV

2TFf

.9

где Л(/ девиация фазы;

3г - изменение электрической

Д.ГГИНЫ j

длина волны в волноводе.

Девиация фазы, отраженной от короткозамыкающей перемычки электромагнитных волн, прямо пропорциональна амплитуде тсолебаний мембраны.

Поскольку СВЧ-автогенератор находится в режиме затягивания частоты, то воздействие отраженной волны с фазовой модуляцией на автогенератор

приведет к модуляции сигнала автогенератора, В промодулированных таким образом колебаниях автогенератора содержится вся информация об измеряемых акустических колебаниях.

Вследствие широкополосности высокочастотного тракта весь спектр акустических колебаний без частотных ограничений переносится в СВЧ-диапа- зон, СВЧ-автогенератор 1 совместно с волноводной секцией 2 и короткозамыкающей перемычкой-мембраной 3 вы-г полняют роль первичного преобразователя физической величины (звукового давления) в электрический сигнал, Часть энергии промодулированных таким образом СВЧ-колебаний через направленный ответвитель отводится в блок 5 измерения, где происходят его детектирование и преобразование в спектр акустического сигнала.

Линейность связи между фазовым и амплитудным приращениями позволяет избежать искажений, сигнала вызванных наличием нелинейности в аналогичных устройствах, и повысить чувствительность. При этом вследствие широ- кополосности высокочастотного вол- новодного тракта радиоволноводный измеритель колебаний может работать как в инфразвуковом, так и ультразвуковом диапазонах частот.

Формула изобретения Радиоволновой измеритель колебаНИИ, содержащий СВЧ-генератор, первичный преобразователь и блок измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствитель™ ности, первичный преобразователь

выполнен в виде волновода с мембраной на торце, установленной от его входа на расстоянии, кратном половине длины волны в волноводе, и с возможностью перемещения вдоль него,

а в качестве СВЧ-генератора использован СВЧ-генератор в режиме затягивания частоты.