Кавитометр Советский патент 1979 года по МПК G01N29/02 

Изобретение относится к области ультразвуковьк измерений и может быть использовано при контроле жидкостных ультразвуковых технологических процессов, протекающгх под деист вием кавитации, например при эмульси ровании диспергировании. Известен кавитометр, содержащий широкополосный приемник акустическог давления, подключенный к входу широкополосного усилителя, измеритель отношения Т1апряжений и индикатор 1 Наиболее близким пс технической сущности к изобретению является кави тометр, имеющий наибольшую точность измерения, содержащий широкополосный приемник акустического давления (выполненный в виде двух идентичных пре образователей с полусферическими диаграммами направленности) подключенный к входу широкополосного усилителя с автоматической регулировкой а также два коррелятора,, выходы кото рых соединены с входами измерителя. отнош« ния напряжения, подключенного через схему компенсации к индикатору 2 . Недостатка.и кавитометра являются сложность и больише габариты широко.полосного приемника акустического давления. В связи с этим возможны измерениятолько в достаточно большом объеме, и при исследовании кавитационных полей точность измерения снижается .. Целью изобретения является повьииение точности измерения и упрощение конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемый кавитометр введена регулирующая линия задержки, а широкополосный приемник акустического давления выполнен в виде одиночного точечного преобразователя, причем выход широкополосного усилителя с автоматической регулировкой усиления подключен к двум входам первого корре.лятора и одному из входов второго коррелятора и через регулируемую линию задержки к другому входу второго коррелятора. На фиг. 1 изображена, блок-схема описываемого кавитометра; на фиг. 2 - автокорреляционна функция кавитационного процесса. Кавитометр содержит широкополосный приемник 1 акустического давления, выполненный в виде .одиночного точечного преобразователя, подключенный к

входу широкополосного усилителя 2 с автоматической регулировкой усиления, выход которого подключен к двум входам первого коррелятора 3 и одному из входов второго коррелятора 4 и через регулируемую линию задержки 5 к другому входу второго коррелятора j4, выходы корреляторов 3 и 4 соединены с входами измерителя отношения напряжения б, подключенного через схему компенсации 7 к индикатору 8.

Кавитометр работает следующим об.разом.

Активность кавитации в определенной точке кавитационного поля характеризуется отношением энергии шумообразного 1-1злуче:ния Кщ, обуславливаемого наличием кавитации, к энергии инициирующего акустического излучения Wr. На выходе приемника 1 получается суммарное напряжение, состоящее из двух составляющих: периодической, создаваемой инициируюсдим акустическим излучением, и шумробразной, обуславливаемой наличием кавитации. Подавая суммарный сигнал с выхода широкополосного усилителя 2 с автомати ческой регулировкой усиления, на оба входа первого коррелятора 3, осущест ляют автокорреляцию его выходного сигнала (при Т-0), С учетом-того, что кавитационный процесс является и центрированным случайным процессом, при tr-O максимальное напряжение на выходе коррелятора 3 пропорционально суммарной энергии акустического поля (VJj + Кщ) {фиг.2)

На один из входов второго коррелятора 4 .суммарный сигнал с выхода широкополосного усилителя2 с автоматической регулировкой усиления подается прямо, а на другой вход - через регулируемую линию задержки 5, минимальное время задержки которой ТЗ.АЛИН где /Гк - интервал корреляции стационарного кавитационного процесса и инициирующего излучения. В этом случае корреляция между шумообразными составляющими входных сигналов второго коррелятора 4 отсутствует, а периодические составляющие, обуславливаемые инициирующим излучением, являются абсолютно коррелированными. При установлении времени задержки регулируег ой линии 5 Т, пТ, где Т - период инициирующего излучения, п 1,2,3,,.. при tr-О-максимальное напряжение на входе второго коррелятора 4 пропорционально энергии инициирующего излучения Wf. Выходные напряжения коррелятора 3 и 4 подаются соответственно на числительный и знаменательный входы измерителя отношения пиковых напряжений 6, Получаемые при этом на его выходе напряжение пропорциоNWui

нально (1 + 0), где 9

отноше wT

ние, характеризующее активность акустической кавитации. В схеме компенсации 7 компенсируется величина напряжения, пропорционального единице, и на индикатор 8 поступает напряжение, пропорциональное 0.

Формула изобретения

Кавитометр, содержащий широкопололосный приемник акустического давления, подключенныйк входу широкополоного усилителя с автоматической регулировкой усиления, два коррелятора, выходы которых соединены с входами измерителя отношения напряжений, подключенного через схему компенсации к индикатору, отличающийс тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции, в него введены регулируемая линия задержки, а широкополосный приемник акустического давления выполнен в виде одиночного точечного преобразователя , причем выход широкополосного усилителя с автоматической регулировкой усиления подключен к двум входам первого коррелятора и одному из входов второго коррелятора и через регулируемую линию задержки к другому входу второго коррелятора,.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР .ff 304987, кл. В Об В 1/20, 1969,

2,Авторское свидетельство СССР №53,1076, кл, G 01 N 29/02, 1975,

I

Hffaffa/r

Фиг. /

-(Wy-f Нш}

Фиг.. 2.