Способ измерения резонансной частоты механических колебаний пьезокерамических преобразователей Советский патент 1974 года по МПК G01H3/00 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть применено, в частности, для измерения уровня и объемного расхода сжиженных газов при криогенных температурах с номощыо ультразвука.

Известны способы измерения резонансной частоты механических колебаний пьезокерамических преобразователей, основанные на использовании механических свойств пьезокерамических преобразователей путем возбуждеПИЯ их электрическим напряжением постояпной амплитуды.

Однако нри таких снособах имеют место погрешности в измерении частоты вследствие резонацспых явлепий, вызванных частотами, которые кратны радиальным колебаниям пьезопреобразователей.

Особенностью предлагаемого способа является то, что возбуждает исследуемые перобразователн электрическим радиоимпульсом, изменяют частоту заполпепия радиоимпульса вблизи резонансной частоты, с помош,ью широкополосного приемного нреобразователя принимают прошедший через рабочую среду акустический сигнал и фиксируют максимальную амплитуду принятого сигнала, по которой судят о частоте механических колебаний.

Это позволяет повысить точность измерений.

Иа чертеже представлена схема для реалнзации предлагаемого способа.

Исследуемый пьезопреобразователь 1 закрепляют в держателе 2 так, чтобы он был соосен и параллелен приемному пьезокерамическому преобразователю 3. В качестве приемного пьезонреобразователя используют широкополосный, в измеряемой части частот, нреобразователь, которым может быть дисковый ньезокерамический нреобразователь, имеюш,нй меньшую толш,ину, чем исследуемый пьезопреобразователь, т. е. более высокую резонансную частоту толихинных колебаний. Держатель с пьезонреобразователями погружают в рабочую среду. Исследуемый пьезонреобразователь подключают к геператору 4 радиоимпульсов, частоту которого пзмеряют частотомером 5.

Амплитуда электрического напряжения раллюимнульса на исследуемом пьезопреобразователе должна быть постоянной в диапазоне измерения частоты. Длительность радиоимпульса пеобходимо установить такой, чтобы амплитуда колебаний в импульсе достигала устаповившихся колебаний и должна быть мекьнле времени распространения ультразвука D рабочей среде. Прошедший через рабочую среду акустический сигнал поступает на приемный пьезокерамический преобразователь.

подключенный к усилителю 6, сигнал с которого подается на индикатор 7.

Меняя частоту генератора, фиксируют на индикаторе максимальную амплитуду принятого приемным пьезопреобразователем сигнала. Измеряя несущую частоту генератора частотомером, определяют резонансную частоту, механических колебаний пьезокерамических преобразователей, которая может быть измерена по предлагаемому способу в режиме приема. Исследуемый пьезопреобразователь устанавливают на место приемного преобразователя, а излучающим преобразователем делают щирокополосный пьезокерамический преобразователь.

Частоту механического резонанса f определяют по частоте, при которой наблюдается наибольщий сигнал, прощедший через жидкость при электрической нагрузке исследуемого преобразователя Я„ Х, . На частоте максимального сигнала прохождения в рабо4

Х,

чей среде при

определяют частоту антирезонанса/а

Предмет изобретения

Способ измерения резонансной частоты механических колебаний пьезокерамических преобразователей, основанный на использовании механических свойств пьезокерамических преобразователей путем возбуждения их электрическим напряжением постоянной амплитуды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, возбуждают исследуемый преобразователь электрическим радиоимпульсом, изменяют частоту заполнения радиоимпульса вблизи резонансной частоты, с помощью широкополосного приемного преобразователя принимают прошедший через рабочую среду акустический сигнал и фиксируют максимальную амплитуду принятого сигнала, по которой судят о частоте механических колебаний.