Устройство для контроля качества исостава среды по скорости ультразвука Советский патент 1976 года по МПК G01N29/02 

Цель изобретения - измерение скорост упьтразвука в сильнопоглощающих жидкостях в диапазоне низких у;тьтразвуковых частот (от 20 до 1000 кГц). Это достигается тем, что излучающий и приемный пьезопреобразователи выполнены в виде двух сегментов, вьфезанных из полого пьезокерамического цилиндра под центральным углом 120° и образующих конфокальный резонатор. Для измерение скорости ультразвука в электролитах и других электропроводных жидких средах, внешкие и внутренние посеребренные поверхности цилиндрических пьезопреобразователей изолированы друг от друга оболочкой.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг г, 2 - конфокальнтый акустический резонатор, разрез.

Устройство для контроля качества и состава среды по скорости ультразвука содержит ультразвуковой генератор переменной частоты 1, соед шенный с излучающим преобразователем 2. Приемный преобразователь 3 соединен с осциллографом 4, частотомером 5 и ламповым вольтметром 6. Преобразователь 2 и приемный преобра.зрватель 3 помешены в измерительную камеру 7 с исследуемой средой 8. Внешние и внутренние посеребренные поверхности пьезопреобразоваталей изолироганы оболочками 19, заземленными вместе с внутренними посеребренными поверхностями пьезопреобразователей. Через оболочки 9 введены высокочастотные кабэли 10 для питания и кабели 11 для индикации,

Устройство работает следуюшим образом.

Пьезопреобразователи 2 и 3 юстируют ся так-, чтобы ось цилиндрического преобразователя 2 совпадала с центральной образующей преобразователя 3. При этом фокусные пинии обоих преобразователей совпадают, и они образуют конфокальный акустический резонатор или конфокальный акустический интерферометр. Расстояние можду пьезопреобразователями в этом случае равно радиусу цилиндрической поверхяости пьезопреобразователя. При возбужДении ультразвуковым генератором 1 в

пьезопреобраэователе 2 толшинных коле.баний в исследуемой среде 8 между обоими пьезопреобразователями 2 и 3 возни кают спектры плоских неоднородных волн, которые после однокрг тного отражения сходятся в .одном фокусе. F . При изменении частоты генератора 1 прие.лным пьезопреобразователем 3 регистрируются резонансные состояния соеды, заключенной между обоими пьезопреобразователями 2 и 3. Резонансные частоты фиксируются осциллографом 4, а частота резонансных состояний среды 8 определяется частотомером 5. Амплитуда резонансных пиков определяется ламповым милливольтметром 6. Из полученного ряда резонансных частот определяется среднее значение частотного периода Af резонансных состояний и по известной формуле для интерферометра постоянной длины определя-.

1ется скорость ультразвука в исследуемой среде са- с 2Ьй/,

где Ь - базисное расстояние крнфокального положения пьезопреобразователей 2 и 3, определяемое экспериментально.

При прохождении через собственную резонансную частоту / пьезопреобразователей периодичность резонансных состоя(НИИ системы несколько нарушается,и для прецизионных измерений определенную обшесть частотоколо / исключают.

Г

изобретения

Устройство для контроля качества и состава среды по скорости ультразвука, содержащее ультразвуковой генератор переменной ч астоты, частотомер, осциллограф, измерительную камеру, излучающий и приемный пьезопреобразователи с посеребрен. ными поверхностями, о т л и ч а ю щ ,е ес я тем, что, с целью измерения скорости ультразвука в сильнопоглощающих жидкостях в диапазоне низких ультразву|КОвых частот (от 20 до lOOO кГц), из1лучаюши1| и приемный пьезопреобразователи выполнены в виде двух сегментов, 1 фезанных из полого пьезокерамического цилиндра под центральным углом 12р°

и образующих конфокальный резонатор.

.1

fuz Z

11