ИМПУЛЬСНАЯ ГИПЕРЗВУКОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ЗВУКА В ЖИДКОСТЯХ Советский патент 1969 года по МПК B06B1/06 

Изобретение может найти применение в министерствах приборостроения, средств автоматизации .и систем управления, химической промышленности, связи, а также в других отраслях -народного хозяйства, где необходимы исследования акустических свойств в различных средах в ультразвуковом и гиперзвуковом диапазонах частот.

Известны импульсные гиперзвуковые установки для измерения 1тоглош,ения звука в жидкостях, содержащие термостатированный акустический блок, выполненный в виде нередающего с возмож ностью перемещения и неподвижного приемного коаксиальных резонаторов, концы центральных стержней которых соединены с цилиндрическими пьезоэлементамн, установленными на одной оси в акустической камере с исследуемой жидкостью, с торцами, иараллельными друг другу, а петли связи передающего и приемного резонаторов соответственно соединены с генератором радиоимпульсов и частотомером, с осциллографом через приемник радиоимпульсов и через аттенюатор с калибровочным генератором, к входам которых подключены выходы синхронизатора.

Предлагаемая установка отличается тем, что, с целью расширения частотного диапазо на и повышения точности измерений, в ней приемник радиоимпульсов снабжен усилителем на лампе бегущей волны, а концы центральных

стержней резонаторов выполнены в виде усеченных конусов с отношением диаметров пьезоэлемеитов к меньшим основаниям конусов больше единицы, при в качестве пьезоэлементов использованы монокристаллы ниабата лития.

На чертеже изображена блок-схема описыBacMoii установки.

Принцип действия установки заключается в

следующем.

Одновременно от синхронизатора / запускается осциллограф 2, калибровочный генератор 3 п генератор радиоимпульсов 4, высокочастотный радиоимпульс от которого через

фидер 5 и петлю связи 6 поступает в передающий с возможностью неремещения коаксиальный резонатор 7 с центральным стержнем S, соединенным с цилиндрическим пьезоэлементом 9 из «набата лития, где генерируются гиперзвуковые импульсы. Задержанные -по времени акустическне импульсы, проходя исследуемую жидкость 10, находящуюся в акустической камере //, попадают на пьезоэлемент 12 из ниабата лития, соединенного с центральным стержнем 13 неподвнжного приемного коаксиального резонатора 14.

торый для повышения чувствительности приемного тракта снабжен усилителем на лампе бегущей волны /7. Усиленный и продетектироваиный сигаал фиксируется осциллографом 2.

С другой Стороны в резонатор 14 через петлю связи 18 и аттенюатор 19 подается сигнал от калибровочного генератора 3. Аттенюатор 19 служит для изменения и измерения амплитуды калибровочного сигнала, который через петлю связи 15 и приемник радиоимпульсов 16 также фиксируется осциллографом 2.

В монокристаллах лиабата лития величина затухания звука значительно меньше, чем у других пьезоматериалов. Таким образом, применение кристалла ниабата лития в качестве пьезоэлементов и акустической линии задержки уменьшает потери энергии акустического сигнала на этих линиях и тем самым поз воляет провести измерения на более высоких частотах.

Коаксиальные резонаторы 7 и 14, служащие для согласования импедансов фидеров 5 и 20 и пьезоэлементов 9 а 12 изготовлены с центральными стержнями 8 и 13, концы которых выполнены Б виде усеченных конусов с отношением диаметров пьезоэлементов 9 и 12 к диаметрам меньших оснований конусов больше единицы. Это связано с тем, что при таких конструкциях потери па преобразование анергии в электроакустической системе уменьшаются.

Измерение коэффициента поглощения гиперзвука на предлагаемой установке сводится к тому, что после настройки приемника радиоимпульсов 16 и коаксиальных резонаторов 7 и 14 на несущей частоте генератора 4, устанавливается параллельность и соосность торцов пьезоэлементов 9 и 12 по максимуму акустического импульса, проходящего через исследуемзЮ жидкость 10.

Затем, сравнивая на экране осциллографа

2 амплитуды акустического и калибровочного сигналов при различных расстояниях между пьезоэлементами 9 и 12, определяется величина изменения амплитуды акустического сигнала на этих изменениях расстояний по отношению которых судят о коэффициенте поглощения звука в исследуемой жидкой среде.

Частота звука определяется частотомером 21. Постоянство температуры исследуемой жидкости 10 поддерживается термостатом 22.

Предмет изобретения

Импульсная гиперэвуковая установка для

измерения поглощения звука в жидкостях, содержащая термостатированный акустический блок, выполненный в виде передающего с возможностью перемещения и неподвижного приемного коаксиальных резонаторов, концы центральных стержней которых соединены с цилиндрическими пьезоэлементамн, установленными на одной оси в акустической камере с исследуемой жидкостью, с торцами, параллельвымя друг другу, а петли связи передающего

и приемного резонаторов соответственно соединены с генератором радиаимпзльсов и частотомером, с осциллографом через приемник радиоимпульсов и через аттенюатор с калиббровочным генератором, к входам которых подключены выходы синхронизатора, отличающаяся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности измерений, в ней приемник радиоимпульсов снабжен усилителем на лампе бегущей волны, а концы центральных стержней резонаторов выполнены :в виде усеченных конусов с отношением диаметров ньезоэлементов к меньшим основаниям конусов больше единицы, при этом в качестве пьезоэлементов использованы монокристаллы

ннабата лития.