Способ определения скорости ультразвука в среде с изменяющимися параметрами Советский патент 1991 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к ультразвуковым неразрушающим методам контроля и может быть использовано для измерения динамических параметров процессов, проходящих в исследуемой среде, путем измерения скрости звука в ней,

Целью изобретения является повышение информативности за счет определения абсолютного значения скорости ультразвука в контролируемой среде с изменяющимися параметрами.

На чертеже изображена структурная схема устройства для осуществления способа.

Устройство состоит из генератора 1 синусоидальных сигналов, излучающего 2 и принимающего 3 пьезопреобразо- вателей с охлаждаемыми волноводами 4 и 5, усилителя 6, цифрового запоминающего осциллографа С9-87, синхронизатора 8, плазмотрона 9t

Устройство работает следующим

образом.

Генератор t синусоидальных колебаний возбуждает в пьезопреобразовате- , ле 2 непрерывные акустические колебания, которые через волновод 4 попадают в плазму 10 и, пройдя ее через

Оэ 4 ГС

со

ОЭ С&

волновод 5, достигают принимающего пьезопреобразователя 3, электрические колебания с выхода которого усилива - ются усилителем 6 и поступают на вход осциллографа 7, запуск которого осуществляется синхронизатором 8 синхронно с временем изменения режима работы плазмотрона

Фиксируют частоту принятых акус- тических сигналов. Затем через промежуток времени t (этот промежуток выбирают меньше времени задержки между излучателями и приемником) снова фиксируют частоту принятых акустичес- ких сигналов и по принятым частотам определяют абсолютные величины скорости в начале Си и в конце Cj, промежутка времени &t:

С - -.2ЩЦ-1-4.Ш,,. ( f4.+Jf к„ И ЫМ2ЈК + ufH -|bfK(2fu+ufK

), fH(2fu + &fH)

C

2L(fu + fO

x

At-|ifK(2fu + UЈK)

x (тЈц-±Л& (2fu + AfK)

I ±ДЈи- )

JeifM(2fu +&fit)

где L - расстояние между излучателем и приемником; fu - частота излучаемого акустического сигнала;

ДЈм )-fii; Afк u.t)-fu,

Ј я - частота в момент приема.

Из приведенных выражений для Сц и С Ј видно, что для определения абсолютной величины скорости ультра- звука в контролируемой среде нет необходимости знать время задержки сигнала в акустическом канале

Способ был применен для измерения абсолютной величины скорости ультра- звука в низкотемпературной плазме,

« с

0

5

0

5

5

получаемой при помощи электродугового плазмотрона. Измерения скорости акустических волн в плазме производились во время запуска плазмотрона, когда другие методы не позволили контролировать физические параметры газового потока из-за больших температурных градиентов. Это необходимо при узучении режима включения или выключения плазмотронов, а также реактивных и ракетных двигателей.

Таким образом, способ позволяет определить абсолютное значение скорости ультразвука в контролируемой среде с изменяющимися параметрами и на основе этого определить динамические параметры этой среды, что особенно важно при исследовании режима работы мощных энергетических установок о

Формула изобретения

Способ определения скорости ультразвука в среде с изменяющимися параметрами, заключающийся в том, что в контролируемой среде возбуждают непрерывные акустические колебания фиксированной частоты, принимают прошедший контролируемую среду акустический сигнал, фиксируют частоту принятого сигнала и по полученной разностной частоте принятого и излученного сигнала определяют скорость ультразвука в контролируемой среде, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности за счет определения абсолютной скорости ультразвука, дополнительно принимают прошедший контролируемую среду акустический сигнал через промежуток времени, меньший времени задержки между точкой излучения и точкой приема акустических сигналов, измеряют частоту прошедшего сигнала, а абсолютную скорость ультразвука определяют с учетом частоты излученного сигнала и разностей частот между излученным и первым принятым сигналом между излученным и вторым принятым сигналом,.

Mil III///

UH Illlll

I

J

V

Изобретение относится к ультразвуковым неразрушающим методам контроля и может быть использовано для измерения динамических параметров и %контроля процессов, проходящих в среде с изменяющимися параметрами. Цель изобретения - повышение информативности за счет определения абсолютного значения скорости ультразвука в контролируемой среде. В исследуемую среду с меняющимися во времени параметрами ультразвуковым пьезопреобра- зователем посылаются непрерывные синусоидальные колебания постоянной частоты, которые принимаются другим пьезопреобразователем, фиксируется изменение частоты в двух моментах времени через определенный интервал и по полученным величинам изменения частоты и частоты излученного сигнала определяется абсолютная величина скорости ультразвука о 1 ил. г С/