Способ определения интенсивности ультразвуковых колебаний в иммерсионной жидкости Советский патент 1982 года по МПК G01H3/00 

Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано для измерения и визуализации ультразвуковых колебаний,,

Известен cnocoQ измерения интенсивности ультразвуковых колебаний, излучаемых ультразвуковым преобразователем, включающий измерение температуры облученного объема жидкости Щ-.

Однако способ требует длительной выдержки объема жидкости в ультразвуковом поле для нагревания жидкости

.о на л t.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения интенсивности ультразвуковых колебаний в иммерсионной жидкости, заключаилцийся в том, что возбуждают ультразвуковые колебания в жидкости и фиксируют измерение статического состояния ее поверхности 2.

Недостатком известного способа является малая точность определения

интенсивности ультразвуковых колебаний в жидкости, так как при малых интенсивностях ультразвуковых колебаний существенно на погрешность измерения оказывают влияние капиллярные силы (гистерезис смачивания, мениск и т.д.).

Цель изобретения - повышение точности определения интенсивности ультразвуковых колебаний в жидкости.

Указанная цель достигается тем, что на поверхности иммерсионной жидкости размещают слой ферромагнитной жидкости, на который воздействуют меняющимся магнитным полем, а об интенсивности ультразвуковых колебаний судят по величине напряженности магнитного поля в момент нарушения Статического равновесия свободной поверх„, ности слоя ферромагнитной жидкости.

На фиг. 1 представлена блок-схема для определения интенсивности ультразвуковых колебаний в жидкости; на фиг, 2 - градуировочная кривая зависимости критической напряженностиJi Магнитного поля от интенсивности 2.

Способ осуществляется следующим образом.

В качестве источника ультразвукевых колебаний используется пьезокварцевая пластина 1 диаметром 2,5 см, на частоте 1 мГгц запитываемая от генератора 2 ультразвуковых колебаний.

Пластина 1 погружается в иммерсионную жидкость 3, в качестве которой используется трансформаторное масло. Со стороны, противоположной излучению колебаний, кварцевая пластина 1 граничит с прокладкой . Для концентрации ультразвуковых волн на пути их распространения располагают линзу 5 с фокусным расстоянием 7 см, после прохождения которой ультразвуковые волны направляют на свободную поверхность магнитной жидкости 6. Магнитную жидкость наливают в кювету 7, дно которой в месте прохождения ультразвука затягивается звукопрозрачной лавсановой пленкой толщиной 0,15-8 мм

Сама кювета 7 с магнитной жидкостью дегазированной при и давлении 10 Па, погружается в трансформаторное масло (также дегазированное) таким образом, чтобы на границе дно кюветы-масло не возникало воздушной прослойки.

Магнитная жидкость приготовлена на основе керосина намагниченностью 51 кА/м. В качестве магнетика используют магнетит, стабилизатора - олеиновую кислоту.

Акустическую ось излучаю1цей пластины направляют перпендикулярно поверхности магнитной жидкости.

Однородное магнитное поле создают катушками 9.Гельмгольца, главная ось которых совпадает с.акустической осью излучателя. При этом силовые линии магнитного поля перпендикулярны поверхности магнитной жидкости Катушки запитывают от аккумуляторов 1

Для измерения интенсивности акустических колебаний, излучаемых излучателем, в частности, кварцевой пластиной, медленно изменяют магнитное поле, создаваемое катушками Гельмгольца с помощью реостатной системы 11 от О до 200 Э.

При строго определенном значении напряженности магнитного поля и фиксированной интенсивности излучаемых

колебаний, на поверхности магнитной жидкости 3 появляется (скачкообраз-но) пик жидкости (столбик), указывающий на то, что искривление жидкости под воздействием акустических колебаний достигает такого предела, что капиллярные и грэвитационные силЪ не в состоянии стабилизировать магнитную силу, вытягивающую начальное возмущение поверхности вверх.

Задавая ряд значений, например 10 20, kQ, 60, 100 Вт/м интенсивности ультразвуковых колебаний, излучаемых излучателем на поверхность магнитной жидкости, строят градуировочную кривую зависимости критической напряженности магнитного поля, при которой возникает неустойчивость жидкости, от интенсивности акустических колебаний и по известной зависимости определяют интенсивность ультразвуковых колебаний.

Предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить точность определения интенсивности ультразвуковых колебаний в иммерсионной жидкости и сократить время, затрачиваемое на это измерение,

Формула изобретения

Способ определения интенсивности ультразвуковых колебаний в иммерсионной жидкости, заключающийся в том, что возбуждают ультразвуковые колебания в жидкости и фиксируют изменение статического состояния ее поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности на поверхности иммерсионной жидкости размещают слой ферромагнитной жидкости, на который воздействуют меняющимся магнитным полем, а об интенсивности ультразвуковых колебаний судят по величине напряженности магнитного поля в момент нарушения статического равновесия свободной поверхности сло ферромагнитной жидкости.

- Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Герш-гал Г., А. Ультразвуковая технологическая аппаратура, 1976, с. 27.

2.Richards. An intensity qauqe for supersonic radiation in hiquids, Prpc. Nat. Acad. Sci USA, № 15, 1929 p.p. 310-31 (прототип).