Устройство для измерения ширины характеристики направленности ультразвукового излучателя Советский патент 1990 года по МПК G01H3/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров полей ультразвуковых излучателей.

Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот в область

,меньших частот.

Поставленная цель достигается за счет использования зависимости интенсивности света в первом дифракционном порядке от угла между направлением распространения светового луча и направлением распространения ультразвуковой волны в области дифракции Рамана - Ната,

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для измерения характеристики направленности ультразвукового (УЗ) излучателя; на фиг.2 - узел формирования измерительной метки .

Устройство содержит источник. 1 монохроматического излучения, узел 2 расширения и коллимации светового луча, узел 3 формирования измерительной метки, акустическую ячейку А, собирающую линзу 5, светоделитель 6, диафрагму 7, приемник 8 излучения, проекционный узел 9 и экран 10.

Узел 3 формирования измерительной метки содержит кольцо 11, в котором соосно закреплен с возможностью вращения диск 12 с вырезанным в центре прямоугольным отверстием 13. На поверхности кольца и диска нанесена круговая шкала с нониусом.

Устройство работает следующим образом.

Формируемый источником 1 монохроматического излучения и узлом 2 расширения и коллимации световой пучок проходит через прямоугольное отверстие в непрозрачном диске узла 3 формирования измерительной метки и дале через акустооптическую ячейку 4, где взаимодействует с УЗ излучением по всему сечению УЗ пучка.

В результате взаимодействия светового и УЗ пучков в угловой спектр светового пучка переносится информация об угловом спектре УЗ поля.

Спектр прошедшего через УЗ ячейку светового пучка формируется в фокальной плоскости собирающей линзы 5. После линзы осуществляется разделение светового пучка светоделителем 6 Диафрагма 7, расположенная в фокальной плоскости собирающей сферической

5

0

5

0

5

0

5

0

5

линзы 5, выделяет из части.светового пучка, прошедшего через светоделитель 6, первый порядок дифракции, мощность которого регистрируется приемником 8 излучения и пропорциональна распределению УЗ мощности по компонентам углового спектра УЗ пучка при изменении угла ориентации последнего относительно проходящего через него светового пучка. Это измерение производится на частотах в диапазоне от нескольких десятков до сотен мегагерц, т.е. в области дифракции Брегга.

Измерение ширины характеристики направленности УЗ излучателей в области нижнего края мегагерцевого диапазона, т.е. в области дифракции Рамана - Ната, выполняется в отраженной от светоделителя 6 части светового пучка. При этом полученный в фокальной плоскости собирающей линзы 5 спектр увеличивается и проектируется с помощью проекционного узла 9 на экран 10. При этом в первом порядке дифракции распределение . света по окружности соответствует распределению УЗ мощности по угловым компонентам УЗ поля и определяет характеристику направленности УЗ излучателя в дальней зоне. Одновременно на экране формируется световая измерительная метка, которая представляет собой спектр дифракции светового пучка на прямоугольном отверстии диска 12 узла 3 формирования измерительной метки и имеет вид тонкой полосы, проходящей через центр изображения спектра, т.е. через нулевой порядок дифракции, и вращающейся при вращении диска 12 в кольце 11 так, что ось вращения совпадает в этим центром.

Измерение ширины характеристики направленности выполняется путем последовательного совмещения измеритель- ной метки с максимумами или минимумами распределения интенсивности света в первом порядке дифракции и считывания значения углов их ориентации по круговой шкале с нониусом, которые нанесены на поверхности кольца и диска .

Формула изобретения

Устройство для измерения ширины характеристики направленности ультразвукового излучателя, содержащее оптически связанные источник монохроматического излучения и установленные последовательно по ходу светового луча акустооптическую ячейку и собирающую линзу и установленные под углом Брэгга относительно светового луча диафрагму и приемник излучения, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот в область меньших частот, оно снабжено оптически связанными и последовательно установленными узлом расширения и коллимации светового луча и

5

узлом формирования измерительной метки, выполненным в виде непрозрачного кольца с круговой шкалой, внутри которого соосно закреплен с возможностью вращения вокруг своей оси непрозрачный диск с нониусом и прямоугольным отверстием в центре, установленным между источником монохроматического , излучения и акустооптической ячейкой, светоделителем, установленным за акустооптической ячейкой, и оптически связанными со светоделителем и установленными последовательно проекционным узлом и экраном.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров полей ультразвуковых излучателей. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот в область меньших частот. Это достигается за счет использования зависимости интенсивности света в первом дифракционном порядке от угла между направлением распространения светового луча и направлением распространения ультразвуковой волны в области дифракции Рамана-Ната. Световой пучок от источника 1 монохроматического излучения проходит через прямоугольное отверстие в диске узла 3 формирования измерительной метки и дифрагирует на ультразвуковой волне в акустооптической ячейке 4. Спектр светового пучка, прошедшего через ячейку 4, формируется в фокальной плоскости линзы 5. После линзы часть светового пучка через светоделитель 6 с помощью проекционного узла 9 увеличивается и проектируется на экран 10. Распределение интенсивности света в первом порядке дифракции соответствует характеристике направленности. Одновременно на экране формируется световая метка, которая представляет собой спектр дифракции светового луча на прямоугольном отверстии диска. Измерение осуществляется путем последовательного совмещения метки с максимумами или минимумами в первом порядке дифракции и считывания значения угла по круговой шкале с нониусом, которые нанесены на поверхности диска, выполненного с возможностью вращения относительно своей оси. 2 ил.

(риг. 2