Устройство для измерения скорости распространения ультразвука в жидкостях Советский патент 1990 года по МПК G01H5/00 G01N29/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности при определении распределения плотности в растворах н изучении кинетики химических реакций.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения распределения скорости ультразвука по объеьгу жидкости.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для измерения скорости распространения ультразвука в жидкостях содержит две плоские параллельные пьезоподложки 1 и 2, нанесённые

на пьезоподложку 2 излучающий веерный 3 и приемньй 4 встречно-штыревые преобразователи (ВШП), генератор 5 импульсов, последовательно соединенные генератор 6 качающейся частоты и модулятор 7, второй вход которого соединен с выходом генератора 5 импульсов, .и подключенный к выходу приемного ВШП 4 блок измерения времени, выполненный в виде частотомера 8, вход излучающего ВШП 3 подключен к выходу модулятора 7.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемую жидкость размещают между двумя плоскими параллельными пьезоподложкагда 1 и 2, которые обраСП

30 СП

со

;зуют акустический волновод. Генератор 6 качающейся частоты вырабатывает электрически синусоидальный сигнал с переменной по времени частотой. Сигнал подается на модулятор 7, на управляющий вход которо го одновременно подается широкополосный электрический импульс с генератора 5 импульсов. На модуляторе 7 происходит амплитудно-импульсная модуляция синусоидального сигнала, в результате чего получают радиоимпульс с шириной полосы спектра, меньшей интервала между модами волновода, который подают на излучающий ВШП 3, выполненный в виде веерного преобразователя, у которого пространственный период между штырями изменяется вдоль нормали к акустическому каналу. При подаче широкополосного электрического сигнала на передающий ВШП 3 возбуждаются поверхностные волны, которые возбуждают объемные волны в акустическом волноводе лишь под определенным углом (рэлеевским), и, соответет- венно, в волноводе возбуждаются только те нормальные моды, фазовые скорости которых равны рэлеевской Vp, т.е. система преобразователь - акустический волновод сама автоматически выбирает из спектра сигнала только те компоненты, которые способны возбуждать нормальные моды с фазовыми скоростями, равными рэлеевской. На приемном ВШП 4 получают сигнал с периодическим спектром, соответствующим периодической последовательности импульсов с интервалом времени между ниьш, которьй измеряется с помощью блока 8 (-частотомера) изг- 1 мерения времени как йС тт.

где

uf - разность между соседними модами, По формуле

,

4

Vp

i

i +

(UHt): 2H

где H - акустическая база, определяют скорость распространения ультразвуковых волн в сечении у,. Затем генератор 6 качающейся частоты изменяет частоту синусоидального сигнала, изменяя частоту заполнения радиоимпульса.

Таким образом, последовательно изменяя частоту синусоидального сигнала, определяют скорости ультразвуковых волн в различных сечениях

исследуемого объема V,,.,y , , Формула изобре

VжУu н и я

Устройство для измерения скорости распространения ультразвука в жидкостях, содержащее генератор импульсов, первую и вторую плоские параллельные пьезоПодложки, нанесенные на одну из пьезоподложек, излучающий и приемный встречно-штыревые преобразователи и блок измерения времени, вход которого подключен к выходу приемного встречно-штыревого преобразователя, о т л.и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расшире1 ия функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения распределения скорости ультразвука по объему исследуемой жидкости, оно снабжено последовательно соединенными генератором качающейся частоты и модулятором, выход которого, подключен к входу излучающего встречно-штыревого преобразователя, второй вход модулятора соединен с выходом генератора импульсов, блок измерения времени выполнен в виде частотомера, а излучающий встреч- но-штьфевой преобразователь выполнен в виде веерного преобразователя.-

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, при определении распределения плотности по объему исследуемой жидкости и изучении кинетики химических реакций. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения распределения значений скорости ультразвука. Устройство включает веерный встречно-штыревой преобразователь (ВШП), при помощи которого излучают акустический сигнал с шириной спектра, меньшей частотного интервала между модами волновода, образованного двумя параллельными пьезоподложками, между которыми размещают исследуемую жидкость. Сканирование исследуемого объема происходит при изменении частоты модуляции сигнала, подаваемого на излучающий ВШП. 1 ил.