АКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Советский патент 1968 года по МПК G01B17/02 

Известные акустические устройства, содержащие ультразвуковой генератор, пьезонреобразователь, прозрачный волновод и оптикофотоэлектрическую систему съема показаний, не обеспечивают измерения перемещений в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.

Особенностью предложенного устройства является то, что в нем прозрачный волновод выполнен в виде трех участков равной длины, установленных во взаимно перпендикулярных плоскостях и снабженных в местах соединений отражателями, а пьезопреобразователь установлен на согласующем элементе с возможностью перемещения по скосу. Такое выполнение устройства позволяет производить измерения перемещений в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и упростить настройку устройства на режим стоячей волны.

На фиг. 1 показано описываемое устройство с частями волновода, параллельными осям X н У; на фиг. 2 - то же устройство с частями волновода, параллельными осям У и Z.

Генератор / излучает ультразвуковые колебания, которые с помощью преобразователя 2 через переходный элемент 3 возбуледает в волноводе 4 упругую волну, которая распространяется от излучателя, отражается от поверхности первого отражателя 5, распространяется перпендикулярно к первоначальному направлению, далее происходит еще одно отражение от отражателя 6, после которого ультразвуковая волна распространяется опять под прямым углом к первоначальному направлению, но в ортогональной плоскости. Достигнув границы волновода, волна отражается и. Повторив весь путь в обратном направлении, образует при наложении с падающей стоячую иолну, имеющую неизменные во времени узлы и пучности (прн неизменной температуре).

Для получения трех координат тела в пространстве необходимы три системы для отсчета узлов и пучностей стоячей волны.

Для случая оптически прозрачных тел можно использовать оптическую систему отсчета.

Под действием стоячей волны прозрачное тело становится оптически неоднородным. При прохол дении света через тело имеет место дифракция на оптических неоднородностях. При построении вторичного изображения появляется оптическое изображение в виде штрихов, расстояние между которыми равно половине длины стоячей ультразвуковой волны. Ось оптической системы перпенднкулярна оси стоячей волны. Свет от источника 7 проходит через щель S, линзу 9 и параллельным пучком пересекает стоячую волну по направлению оси X под углом 90° к оси У, собирается линзой JO и образует изображение на экране П, расположенном в фокальной плосПереходный элемент 3 может перемещаться по скосу А-А волновода 4 для того, чтобы при неизменной частоте генератора можно было наилучшим образом удовлетворить полуволновому условию, т. е. получить чистую стоячую волну.

Предмет изобретения

Акустическое устройство для контроля перемещений, содержащее ультразвуковой генератор, пьезопреобразователь, прозрачный волновод и оптико-фотоэлектрическую систему съема показаний, отличающееся тем, что, с целью измерения перемещений в трех взаимно перпеидик.улярных плоскостях, прозрачный волновод выполнен в виде трех участков равной длины, установленных во взаимно перпендикулярных плоскостях и снабженных в местах соединения отражателями, а пьезопреобразователь установлен на согласующем элементе с возможностью перемещения по скосу.

. 2