I
Изобретение относится к виброизмеоительной технике и может быть использовано пои исследовании акустических колебаний жидкой среды.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ преобразования акустических колебаний жидкой среды в электоический сигналJ заключающийся в VOM, что располагают в исследуемой среде акустический преобразователь в плоскости, параллельной фронту волны, преобразуют посредством этого поеобразователя механическое перемещение частиц во фронте волны в электрический сигнал, регистрируют этот сигнал и по nony4eHHOMv результату судят о колебаниях среды 1 1.
Недостаток указанного способа состоит в том, что он обладает невысокой- чувствительностью и узким диапазоном преобразования, поскольку основан на преобразовании колебаний в среде в механические колебания твердого (хотя и тонкого) тела, оезко отличающегося по плотности от исследуемой среды. Наличие промежуточной механической ступени преобразования искажает передачу, вчосит заметные нелинейные и частотные искажения в процессе преобразования.
Целью настоящего изобретения является повышение чувствительности и расширение хтапазона преобразоваtoния.
Указанная цель достигается тем, что для получения электрического сигг нала располагают в плоскости, даоаллельной фоонту волны, симметрично на
ts расстоянии. Меньшем половины длины волны, не менее ДВУХ электоодов, параллельных друг другу,- создают ионную проводимость среды, возбуждают в ней магнитное и электрическое поля, перг
20 пендикулярные друг другу и направлению . распространения фронта волны, регистрируют величину ЭДС, наведенную на электроды ионизированными частицами, перемещающимися.механически и под действием силы Лоренца. На фиг. 1 изображена схема оаспространения Лронта волны магнитного и электрического полей в исследуемой среде относительно ABVX электродов устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - тоже, относительно трех электродов, Устройство, реализующее способ, содержат плоские электроды 1,2 клем мы 3,4. для снятия наведенной на них ЭДС, цилиндрические электроды ,7 резисторы 8,9, индикатор 10, клеммы 11, 12 для подключения источника питания. Способ преобразования акустических колебаний жидкой среды в электри ческий сигнал заключается в том, что располагают в исследуемой среде в плоскости, параплельной фронту волны симметрично на расстсянии, меньшем половины длины волны, не менее чем два электрода, параллельных друг другу, создают ионную ПРОВОДИМОСТЬ среды, возбуждают в ней магнитное и электрическое пЬля перпендикулярные друг другу и направлению распро ранения фронта волны, регистрируют величину ЭДС.. наведенную на электроды ионизированными частицами, перем щающимися механически и под действием силы Лоренца, и по полученной величине судят о колебаниях исследуемой соеды. Способ реализуется следующим образом. В поле Н магнита 1на Лигурах не показан) параллельно магнитному полю и перпендикулярно фронту волны располагают электроды 1,2. При прохождении акустической волны ионизированные частицы среды колеблются от носительно своего равновесия (перемещение их в направлении распространения волны показано стрелками). При колебаниях частиц (ионов) перпендикулярно фронту, в результате силы Лоренца поя действием магнитного поля траектории их искривляются, и в случае движения частиц (ионов), например, в направлении излучения (первая Лаза), положительньш частицы (ионы) отклоняются к электроду 1 а отрицательные - к электроду 2. ПРИ движении против распространения (вторая фаза) наблюдается обратная картина. Частицы (ионы) оседают на электродах и, таким образоМ| на клем 4 ВО время прохождения акустической волны наводится переменное напряжение, адекватное механическому колебанию среды между плоскими электродами, т.е. напряжение, отражающее собственно волну. Ширина электродов в направдении волны - е должна быть меньше половины длины волны в среде Л противном случае в пределах площади пластин будут наблюдаться два противоположных движения частиц (ионов) в зоне сжатия и в зоне растяжения, а это приведет к нейтрализации зарядов на электродах 1. Реализация способа согласно фиг.2 дает увеличение чувствительности преобразования акустических колебаний. В устройстве применены цилиндрические электроды 5,6,7. Первые два электрода 5 и 6 расположены в плоскости па-, раллельной силовым линиям магнитного поля Н и фронту волны,третий электрод 7 находится перед электродами 5,6 на одинаковом расстоянии, меньшемД./2от каждого из них. Электроды 5 и 6 подключают посредством клеммы 12 к минусу tили плюсу) источника питания (на фигурах не показан) через резис- торы 8 и 9, соответственно плюс (минус) источника питания соединен с электродом 7. Источник питания служит для дополнительного электрического поля в среде и соответственно для увеличения ионных токов, появляющихся, при нарзтпении их баланса под действием волны. В результате индикатор зарегистрирует переменное напряжение как и в первом случае, но многократно усиленное. Для исключения источника цитания следует использовать для материала электродов 5,6 и 7 металлы с различной работой выхода, например, серебро и цинк. Образуя гальваническую пару, они сами создают ионный ток меж,-., ду электродами. Положительный эффект описываемого способа состоит в том, что в нем отсутствует механическ:ий элемент,- передающий колебания среды вторичному (пьезоэлектрическому, электромагнитному, электронному и др.) преобразователю. В результате устраняется проблрма согласования акустических импедансов среды и приемника. Отсутствуют движущиеся части, что снижает частотные и нелинейные искажения Чувствительность предложенного способа вьше электромагнитного и позвояет уменьшить вносимые искажения 3 геометрию акустического поля в исследуемой среде, позволяет создать преобразователи акустических колебаний жидкой среды небольших размеров. 5
Особенно эффективно описываемый способ может быть применен для регистрации низкочастотных колебаний, -соетавляюпщх единицы и доли единиц Герц, поскольку осуществляется поеобразо- ю вание скорости, а фазовая скорость волны обратно пропорциональна частоте излучения.
Формула изобретения
Способ преобоазования акустических колебаний жидкой среды в электрический сигнал, заключающийся в том, что располагают в исследуемой среде акустический преобразователь в плос- JQ кости, параллельной Фронту волны, преобразуют посредством этого преобоазователя механическое пеоемещение частиц во фронте волны в электрический сигнал, регистонруют этот сигнал и по полученному результату судят о колебаниях среоы, о т л и ч а ю пГ и и с я тем, что с целью повьшения чувствительности и расширения диапазона преобразования, для получения электрического сигнала располагают в плоскости, параллельной фронту волны, симметрично на расстоянии, меньшем половины длины волны не менее двух электродов, параллельных лруг другу, создают ионную проводимость соеды, возбуждают в ней маг нитное и электрическое поля перпенди кулярные друг другу и направлению
15 распостоанения фронта волны регистрируют величину ЭДС, наведенную на электроды ионизированными частицами. перемещающимися механически и под действеим силы Лоренца.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Эфруси П, П. Микррфоны и их прц менение. М., 1974, с. 24(прототип).
0
/У
