Датчик на поверхностных акустических волнах для определения состава газов или жидкостей Советский патент 1991 года по МПК G01N29/24 

1

(21)4663689/28

(22)16.03.89

(46) 23.02.91. Бюл. № 7

(72) Ю.В.Вельский, В.И.Малахов,

А.Н.Русаков и В.Г.Сорокин

(53) 620.179.16 (088.8)

(56) British Polymer Journal, 1987,

v.19, № 384, p.401-407.

IEEE Ultrasonics Symposium Procu- dings, 1987, p.633-636.

(54) ДАТЧИК НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ГАЗОВ ИЛИ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к средствам ультразвукового контроля и может быть использовано при контроле составов газов или жидкостей. Цель изобретения - повышение чувствительности. Цель достигается путем размещения на поверхности звукопровода под пленкой из селективного сорбента решетки от отражающих ПАВ элементов с периодом, величина d которого выбрана из v , , „ v

условия

2f0(1+tf)

Јd

2f(1-2)

где V - скорость ПАВ в материале звукопровода; fQ - центральная частота преобразователя ПАВ; d - относительная ширина полосы рабочих частот в устройстве, содержащем провод, размещенные нашего поверхности входной и выходной преобразователи ПАВ и расположенную мечцу ними пленку из селективного сорЬента. 2 ил.

Изобретение относится к ультразвуковому контролю физико-механических характеристик различных веществ и может быть использовано при контроле состава газов или жидкостей.

Целью изобретения является повышение чувствительности датчика на поверхностных акустических волнах (ПАВ).

На фиг.1 приведена схема датчика на ПАВ; на фиг.2 - амплитудно-частотная характеристика датчика на ПАВ.

Датчик на ПАВ содержит звукопро- вод 1, входной 2 и выходной 3 преобразователи ПАВ, пленку 4 селективного сорбента и решетку 5 из отражающих ПАВ элементов, расстояние d между которыми удовлетворяет условию:

2f(T+J) d62fQ

(1-5)

(1)

где v - скорость ПАВ в материале

звукопровода;

fft - центральная частота преобразователей ПАВ;

и - относительная ширина полосы рабочих частот преобразователей ПАВ.

Смысл выражения (1) заключается в том, что при выполнении этого условия полоса режекции (непропускания) сигнала ПАВ находится в пределах главного лепестка АЧХ преобразователей ПАВ.

Датчик на ПАВ работает следующим образом.

Входной преобразователь 2 возбуж-i дает в звукопроводе 1 ПАВ, которая

)«Л

О Ю

ЯШ&.

принимается выходным преобразователем 3. При выполнении условия (1) из-за наличия решетки 5 между преобразователями на некоторой частоте f внутри полосы рабочих частот преобразователей наблюдается режекция сигнала, т.е. при отражении ПАВ от решетки АЧХ датчика возникает полоса непропускания сигнала на частоте f (фиг.2). Частота f связана со скоростью V| распространения ПАВ в слоистой структуре пленка - звуко- провод соотношением

(2)

v К 2d

Ширина полосы режекции определяется числом элементов в решетке 5, т.е. ее длиной вдоль направления распространения ПАВ. Частоту f измеряют частотомером (не показан). Воздействуют на пленку 4 исследуемым газом или-жидкостью, в результате чего из-за адсорбции пленкой контролируемых элементов или веществ происходит изменение- скорости ПАВ в слоистой структуре и изменение частоты режекции в соответствии с выражением (2). С помощью частотомера измеряют величину изменения частоты режекции, по которой судят о присутствии в среде контролируемых элемен

0

тов или вещества и об их концентрации.

Формула изобретения

Датчик на поверхностных акустических волнах для определения состава газов или жидкостей, содержащий звукопровод и размещенные на его поверхности входной преобразователь поверхностных акустических волн (ПАВ), выходной преобразователь ПАВ и пленка селективного сорбента, располо-- женная между входным и выходным преобразователями ПАВ, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен размещенной на поверхности звукопро- вода под пленкой селективного сорбента решеткой отражающих ПАВ элементов, расстояние d между которыми удовлетворяет условию

2f

(Т+Ю

dЈ

2f,

v

™3)

где v fo 0

8скорость ПАВ в материале звукопровода;

центральная частота преобразователей ПАВ; относительная ширина полосы рабочих частот преобразователей ПАВ.

X

Фаг.1

|

Ч

f

Фаг. 2

Частота