Способ измерения распределения скорости ультразвука в жидких средах Советский патент 1991 года по МПК G01H5/00 

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для определения параметров структуры жидких сред, в частности, биологических.

Цель изобретения - повышение точности измерений в неоднородных средах за счет уменьшения деструкции среды при перемещении измерительной системы при прохождении максимума информативного сигнала.

На чертеже изображена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство для реализации способа состоит из основания 1 с закрепленной на нем измерительной камерой 2 с метками, последовательно соединенных генераторов 3 импульсов, коммутатора 4, электроакустического преобразователя 5, усилителя 6 и измерителя 7 временных интервалов, рассеивателя 8 с фиксатором 9 и указателя 10 положения рассеивателя 8, кроме того, на чертеже показана исследуемая среда 11.

Способ осуществляется следующим образом.

Преобразователь 5 возбуждается импульсом электрического напряжения генератора 3 через коммутатор 4. Излучаемый преобразователем 5 ультразвуковой импульс распространяется в неоднородной жидкости от излучающей поверхности, достигает рассеивателя 8 и в виде обратно рассеянного импульса возвращается на преобразователь 5. Далее через коммутатор 4 поступает на усилитель 6 и после усиления на измеритель 7 временных интервалов, при помощи которого определяется скорость ультразвука. Рассеиватель может изготавливаться из тонкой металлической проволоки и крепится с помощью фиксатора 9, причем при помощи калибровочной пластинки устанавливается на определенном расстоянии от излучающей поверхности преобразователя 5. При этом должно выполнять6

(

О

о

00 00

о

ся условие параллельности оси рассеивате- ля к излучающей поверхности.

Для исключения дополнительных источников помех длина рассеивателя должна полностью перекрывать ультразвуковой луч, ширина которого в ближнем поле не превышает диаметра пьезоэлемента. База измерения может изменяться в пределах 1-10 мм и более, соответственно, меняется количество измерений и смещение системы пьезопреобразователь 5 - рассеива- тель 8.

Измерение проводят следующим образом. Размещают преобразователь 5 в верхней части неоднородности среды и измеряют скорость ультразвука. После этого пьезопреобразователь 5 - рассеиватель 8 смещают вниз на расстояние не более базы измерения при одновременном повороте пьезопреобразователя 5 и рассеивателя 8 на 90°. При этом рэссеива- тель, проходя неоднородную среду, практически не вносит деструкции, а максимум обратнорассеянного сигнала проходит через минимально возмущенную среду. В этом положении проводят следующее измерение скорости ультразвука. Таким образом проводят исследование всей неоднородности жидкости. О положении рассеивателя в жидкости судят по указателю 10.

По измеренным значениям скорости ультразвука определяется распределение скорости в неоднородных жидкостях. Получаемая зависимость несет информацию о

структурном распределении неоднородных сред.

Формула изобретения

Способ измерения распределения скорости ультразвука в жидких средах, заключающийся в том, что в исследуемую среду при помощи электроакустического преобразователя излучают ультразвуковой импульс,

принимают отраженный ультразвуковой импульс после прохождения через исследуемую среду, при постоянной базе измерений перемещают электроакустический преобразователь и по изменению параметров принятых ультразвуковых импульсов в зависимости от положения электроакустического преобразователя измеряют распределение скорости ультразвука в исследуемой среде, отличающийся тем, что, с целью

повышения точности измерений в неоднородных средах, в ближнем поле электроакустического преобразователя размещают цилиндрический рассеиватель с диаметром, по крайней мере на порядок меньшим длины волны ультразвука в исследуемой среде, таким образом, что его длина перекрывает ультразвуковой луч по диаметру, а ось параллельна излучающей поверхности электроакустического преобразователя, перемещение

электроакустического преобразователя осуществляют синхронно с перемещением рассеивателя винтообразным смещением на аксиальное расстояние не более базы изме- , рений при повороте на 90°, а в качестве

отраженного ультразвукового импульса используют обратно рассеянный импульс.

Ю-- e- - - w EE.V- .:/V..-./.

fc- :.;:.

-2

Изобретение касается акустических измерений и может быть использовано для измерения распределения скорости ультразвука в неоднородных, в частности биологических, жидких средах. Цель изобретения - повышение точности измерений при уменьшении деструкции исследуемой среды во время перемещения измерительной системы. Перемещение измерительной системы, состоящей из электроакустического преобразователя и цилиндрического рассеивате- ля, осуществляется по винтовой линии на аксиальное расстояние не более базы измерений с поворотом на 90°, в качестве инфор- мационного используется обратно рассеянный сигнал. 1 ил.

t t

. V-. . i.. . ....:.

i1

i-

7

7

i1

V