Устройство для измерения скорости звука в жидкости Советский патент 1977 года по МПК G01H5/00 

Изобретение относится к области гидроакустических измерений и может быть использовано как в лабораторных, так и в полигонных условиях для определения зависимости скорости звука от глубины.

Известны устройства для измерения скорости звука в жидкости, содержащие основание с укрепленными на нем преобразователями и одним или двумя отражателями, которые при соответствующем расположении образуют определенной длины акустическую базу для звукового луча 1.

Поскольку основанне изготовлено из нержавеющей стали, имеющей больщой коэффициеит линейного расщ.ирения, то длина базы сильно зависит от температуры окружающей среды. Это вносит ошибки в измеряемую величину скорости, которые необходимо учитывать путем температурной корректировки показаний.

При изготовлении осиования из инвара, имеющего коэффициент линейного расщирения приблизительно на порядок меньще, чем у нержавеющей стали, температурные погрещности соответственно уменьшаются, но появляются трудности, связанные с предохранением инвара от коррозии, возникающей в местах соприкосновения его с нержавеющей

сталью, а также на механически иовреждениых участках (на резьбе, царапинах).

Эти недостатки устранены в устройствах

для нзмерения скорости звука, в которых постояиство длины базы сохраняется за счет

компепсации изменения ее длииы таким же

измеиеиием длины преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство

для нзмерення скорости звука, имеющее основание, к нлоскости которого кренятся стержни одинаковой длины, служащие для жесткой установки отражателя, и нреобразователь 2. Стержни состоят из двух звеньев из нержавеющей стали, расположенных по их концам, и среднего звена из инвара. Снаружи для защиты от коррозии на них надеты резиновые чехлы.

Однако в этом устройстве темиературная

ко.мненсац ия не всегда осуществима вследствие того, что величина коэффициента линейного расщирення для ннвара завис1 т от температуры и может изменяться более, чем в три раза.

Цель изобретения - устранение температуриых ногрещностей измерения.

Цель достигается тем, что база сиабжена трубкой, выполненной из материала с ннзки.м коэффициентом лииейного расщирения. установлениой на стерл не с зазором, торцы которой плоско-параллельны и расположены между плоскостью основания, находящейся на одном уровне с излучающей поверхностью преобразователя, .и плоскостью отражателя.

Отражатель установлен на стержне, имеющем, например, квадратное сечение, с возможностью перемещения и подпружинен вдоль оси в направлении основания.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство для измерения скорости звука в жидкости включает основание /, на боковой поверхности которого укреплен преобразователь в виде пьезокерамического диска 2, герметично заделанного в корпусе 3 и соединенного посредством кабеля 4 с электронной схемой (для облегчения чтения чертежа преобразователь показан упрощенно). Излучающая поверхность преобразователя находится на одном уровне с плоскостью основания, на которую опирается трубка 5, например, из кварца, свободно надетая на стержень 6, являющийся продолжением основания L

С другой стороны трубка 5 прижимается к основанию плоскостью отражателя 7, подпружиненного с обратной стороны с помощью пружины 8, шайбы 9 и гайки 10. Для предотвращения ироворота отражателя вокруг стержня 6, па котором он укреплен с возможностью перемещения, последний на конце имеет в сечении, например, форму квадрата //.

Плоскости основания и отражателя, сопрягаемые с торцами трубки 5, имеют канавки 12 для заполнения трубки окружающей средой.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователь излучает акустические колебания в направлении отражателя (на

чертеже показано стрелкой), которые, отразивщись от него, принимаются тем же преобразователе.м, ,работающ,И1М уже в режиме приема. Изменение температуры окружающей среды влияет на длину стержня 6, на котором установлен отражатель 7, но, благодаря юкользящей посадке, он постоянно прижат своей плоскостью к торцу трубки 5, длина которой не зависит от температуры среды.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения скорости звука в жидкости, содержащее установленный на основании преобразователь и базу в виде стержня, несущего отражатель, о т л ич а io щ е е с я тем, что, с целью устранения температурных погрешностей измерения, база снабжена трубкой, выполненной из материала с низким коэффициентом линейного расширения, установленной на стержне с зазором, торцы которой плоско-параллельны и расположены между плоскостью основания, находящейся на одном уровне с излучающей

поверхностью преобразователя, и плоскостью отражателя.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отражатель установлен на стержне,

имеющем, например, квадратное сечение, с возможностью перемещения и подпружине вдоль оси в направлении основания.

Источники информации, принятые во виимание при экспертизе:

1.Альберс В. М. Подводная акустика, М., 1965.

2.Mackeenzic К. N., А decade of experience with velocimeters, JASA, 1971, 50, N° 5.

77