Измеритель скорости ультразвука Советский патент 1981 года по МПК G01H5/00 

(54) ИЗхМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к измерител ной технике и предназначено для изм рения скорости звука при гидродинам ческих .исследованиях. Известен измеритель .скорости ультразвука, содержащий последовательно связанные излучатель, приёмник, усилитель и фильтр 1, Недостатком данного измерителя скорости ультразвука является невысокая точность вследствие малой раз ности амплитуд двух соседних пиков амплитудно-частотной характеристики Цель изобретения - повышение точ ности измерений. Указанная цель достигается тем, что приемник выполнен в виде Пьезоэлектрической пластины, установленной под углом плоскости излу чателя, на которой Нанесены полосял из звукопоглощающего или отргикающего материала, ширина и расстояние между которыми равны и составляют величину равную отношению длины волны Д. ульт:развука к удвоенному косинусуугла cL , где od- угол, образованный пластиной и направлением распространения ультразвуковой волны. На фиг. i изображена блок-схема измерителя скорости звука; на фиг. 2 - приемник с нанесенными полосами. Измеритель содержит последовательно связанные излучатель 1, приемник 2, усилитель 3 и фильтр 4. Приемник 2 выполнен в виде пьезоэлектрической пластины, установленной под углом 90 -oL к плоскости излучателя 1, на которой нанесены полостл 5 из звукопоглощающего или отражающего материала, ширина и расстояние между которыми равны и составляют величину, равную отношению длины волны X ультразвука к удвоенному косинусу угла oi,, где ct - угол, образованный пластиной . и направлением распространения ультразвуковой волны. Измеритель работает следующим образом. При достаточно большом коэффициенте усиления усилителя 3 в системе возбуждоцотся колебания той частоты, для которой воспринимаемые приемником 2 сигналы синфазны. Одним прием,НИКОМ 2 не удается принимать весь диапазон рабочих частот. Большое количество приемников 2 приводит к большой разнице в усилении синфазной

частоты и соседнего пика частотной характеристики. Установка приемника 2 под углом «з6 60° позволяет избавиться от отраженной волны в зоне измерения, что сильно влияет на точность измерения.

Выбор ширины полос 5 и расстояния между ними, равными длине волны л. ультразвука, объясняется необходимостью при наименьших размерах пластины получать наибольшее число приемников 2 (в данном случае приемных площадок ОДНОЙ пластины) в пределах ширины ультразвуковой волны.

Период нанесения отражающих или поглощающих полос 5, равный отношению Я /2 cosdt, , дает в проекции на вектор волны совокупность приемников отстоящих на расстоянии К друг от друга, а материал полос 5 позволяет избавиться от несинфазных сигналов. Излучатель 1 необходим для возбуждения ультразвуковых колебаний в исследуемой среде. Усилитель 3 усиливает сигнсш с приемника 2. Фильтр 4 обеспечивает генерацию ультразвука на одной гармонике.

Основным преимуществом предлагаемого измерителя является повышение

точности измерений, что необходимо при гидродинамических измерениях.

Формула изобретения

Измеритель скорости ультразвука, соде ржащий последовательно связанные излучатель, приемник, усилитель и фильтр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, приемник выполнен в виде пьезоэлектрической пластины, установленной под углом 90 -d. к плоскости излучателя, на которой нанесены полосы из звукопоглощанндего или отражающего материала, ширина и расстояние между которыми равны и составляют величину, равную отношению длины волны X ультразвука к удвоенному косинусу угла oL, где ot- угол, 0 образованный пластиной и направлением распространения ультразвуковой волны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2450991,кл.С 01 N 29/04, 1977 (прототип).