Способ измерения акустических параметров сред Советский патент 1991 года по МПК G01N29/00 

1

(21)4631947/28

(22) 04 01 89

(46)30 12 91 Бюл №48

(71)Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса

(72)В.А Сукацкас (53)620.179.16(0888)

(56)Комариков А.Е. Ультразвуковые измерения, М: Из-во Стандартов, 1970.

Иллукас В., Яронис (Сукацкас В. Ультразвуковые интерферометры Вильнюс: Мокс- лас 1983.

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СРЕД

(57)Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для

определения акустических параметров веществ, в основном жидкостей, и определения физико-химических параметров сред по их акустическим свойствам, Целью изобретения является увеличение точности за счет исключения реверберационных помех. Сущность изобретения состоит в том, что управляют кривизной фронтов принимаемой и излучаемой волн на основе приближенного значения скорости ультразвука в исследуемой среде и по мере получения более точных значений скорости корректируют закон изменения крутизной до получения монотонного изменения амплитуды и фазы принятого сигнала. 2 ил

Изобретение относится к акустическим измерениям и может быть использовано для определения акустических параметров веществ, в основном жидкостей, и физико-химических параметров сред по их акустическим свойствам

Целью изобретения является увеличение точности за счет исключения ревербера- ционных помех

На фиг 1 представлена структурная схема устройства для реализации способа измерения акустических параметров веществ; на фиг. 2 - схематическое расположение электродов пьезопреобразователей.

Устройство состоит из диапазонного генератора 1, выход которого подключен к входу регулируемого многоканального фазовращателя 2, выходы которого соединены С соответствующими элементами кольцевого излучателя 3, камеры 5 с исследуемой средой, кольцевым приемником 4, элементы которого соединены с соответствующими входами регулируемог фазовращателя 7, последовательно соединенного с усилителем 8 и измерителем 9, выход которого соединен с блоком 11 обработки информации, выходы которого соединены с управляющими входами регулируемых многоканальных фазовращателей 2 и 7, блока 11 меток перемещения, механически связанного с кольцевым приемником 4

Выход блока 11 соединен с вторым входом блока 10, выход диапазонного генератора 1 дополнительно соединен с вторым входом измерителя 9, а управляющий вход с дополнительным выходом блока 10

Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемом способе измерения акустических параметров веществ, основанном на излучении в исследуемую среду помещенную между параллельными поверхностями пьезоизлучателя и пьезоприемника ультразвуковых волн, приеме их и определении амплитуды и фазы принятою сигнаKSPUti

о

N) Ю 00 00

па, по ко гор u vi суд и г о схожее г 1 v гт гпоще- нии ультразвука При изменении1 цягг,(0я имя между us езопреобразоя-и элями или часто гы управляет крутизной фронтов излучаемой и принимаемой сол путем изм°не имя фазовых 1,, виюв измаял енмя, подаваемого з илом роды пье- зоизлучагеля и снп лземого с -.о .ЬЦЙЕЫХ электродов пьезоприемиика

Фазовые сдвиг I- пп счпгывс1гст ич ве прмблмженно известен ,,,, ,,i о POCMI yihipaj , иссле/jv. мпЈ геде по зависимом и

Алл.

(f ,i

Ri + R. - i- 1,, .n

г jrf

V Г

-«О w

где j -- 1 для T G-iOH Vty4,aie/i« (

UJ

Д Я 1L630npi.eiv пика1

Ay,j - сцн /н иачррженик подаваемого на 1-й электрод пьезгаизлучате- ля или снимаемою с i ю электрод пьезо- приемника:

rtj радиус 1-го кольцевою электрода;

RJ - радиус фронта волны,

f - MRcroia;

: - с ярость улырлзвукз з ьсо.гцуемой ср&це;

Ј,- рассючнь1е пежду пьеоолзлу ателен и nhe30Prii/ 3MHii OM;

n - количество копьцевы,, злекгподиь

Операцию мзмененп Фазовых с.двпгой при новом |,ачении скорости v тыргзвукэ в среде поторч oi рсскуррнтно до получения монотонного, ресерборацион1 л вы- брссоз изменения змилитудм и фчзн прмня- rOFO сигнала npi-i изменении расслоения мехду излучателем и приемником Значения СКОРОСТИ При ДОСГИХенИИ ЛСГО 7ч,ЛОВ1,

принимается за щетинное . с скорости ультразвука и исследуемой сред

Способ осуществляется следующим образом

Заполняю камеру 5 исследуемым веществом-жидкостью, газом. ВооЬ/ждагаг пьезоюзлучатель 3 от генератора 1 через фазовраща ель 7, выходы канатов которого подключены х отдельным кольцевым электродам пьззоизлучателя 3, включая ;ент- оальный электрод в виде диска (фиг j

Загружают а память блока 0 -ледую- щие программы, зависимость фазового сдвига .j каждого канала фазоврэша- телей от управляющего сигнала Uj.j (и чаг.о- ты f) Б и да

АРМ fi.j(Uu 0(3

программа для расчета ряда значений фезо- вых сдвигов , j, обеспечивающих сое- рические фронты поинимаемых и

излучаемых волн по формулам (1) и (2); программы для расчета скорости С и коэффициента поглощений ультразвука в виде:

С.(Н)(4)

Е (5)

для измерительной системы с переменной базой, где Е0, Е - начальное и текущее значение амплитуды сигнала на выходе усилителя 8; I - текущее значение расстояния

между преобразовзгелями, А(р) -изменейе фазы суммарного сигнала (на входе бло

а 8), соответствующее заданному

изменению длины или частотыд(Т); g- приаорная константа.

Вводят в память блока 10 обработки информации приближенно известное значение скорости ультразвука б и по формулам (1,2) вычисляют необходимые величины фазовых сдвигов для каждого канала фазовращателей2и7, по зависимости (3)-величины управляющих сигналов каждого канала фазовращателей 2 и 7. Изменяют частоту f или расстояние посредством блоков 1 или 6. Во времй изменения информация о f и 1поступает в блок 10 обработки информации, где вычисляются параметры для управления Фронтами принимаемой и излучаемой волн. Одновременно вычисляются значения скорости и поглощения ультразвука по формунам (4) и (5), уточненное значение скорости С подставляется в формулы (1) и (2) для следующего шага работы. Критерием того, что значение скорости правильное, является монотонное без реверберационных выбросов изменение фазы и амплитуды сигнала на входе и выходе измерителя 9. Формула изобретения Способ измерения акустических пара- г. чтров сред, заключающийся в том, что в

исследуемую среду излучают сфокусированные в точку акустические волны, принимают на заданном расстоянии от области излучения акустические волны, прошедшие исследуемую срзду, измеряют амппитуду и фазу

принятых акустических волн, с учетом кото- ры/ рассчитывают скорость и поглощение акустических BOTH в исследуемой среде, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности за счет исключения реверберационных полдех, изменяют не менее двух ряз расстояние от области излучения до об- ластм приема колебаний, после каждого изменения фокусируют акустические волны в ту же точку, определяют зависимость амплитуды и фазы принятых акустических волн от расстояния между областью излучения и лриема, с учетом которой рассчитывают ско- роств и поглощение акустических волн в исследуемой среде.

(риг.1