Способ определения анизотропии коэффициента поглощения ультразвука в жидких кристаллах Советский патент 1982 года по МПК G01N29/02 

Изобретение относится к физикохимическим измерениям и может ыть использовано в приборостроении, электронной, часовой, химической промышленностях.

Известен способ определения анизотропии коэффициента поглощения ультразвука в жидких кристаллах, заключаквдийся в том,, что жидкий кристалл помещают в камеру, устанавливают камеру в магнитное поле, пропускают ультразвуковые колебания через жидкий кристалл и измеряют их амплитуду 1.

Недостатками этого способа является низкая точность фиксации углов анизотропии, а также низкая точность измерений, обусловленная нестабильностью температуры. Для переориентации директора внешним магнитным полем необходимы вращающиеся магниты с большой величиной индукции (10 кгс). Вращение магнитов вызывает определенные трудности, связанные с наличием цепей питания.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение процесса измерения.

Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковые колебания пропускают в направлениях в угловом

интервале от О до 90 относительно направления магнитного поля, измеряют разность напряжений на соседних направлени,ях, а анизотропию коэффициента поглощения ультразвука определяют по величине последовательных разностей этих напряжений.

На чертеже изображена схема устройства для определения анизотропии

10 коэффициента поглощения ультразвука в жидких кристаллах.

Устройство содержит цилиндрическую камеру 1, выполненную из немагнитного материала, заполненную жидким ;

кристаллом 2 и закрепленную между полюсами магнита 3. В камере 1 установлены три излучающих 4,5 и 6 и три приемных 7,8 и 9 преобразователя, создающие три акустических канала,

20 направления которых образуют с направлением магнитного поля уг.лы С 45 и 9о соответственно. Излучающие преобразователи 4/ 5 и 6 через коммутирующие ключи 10, 11 и 12 соеди25нены с генератором 13, а приемные преобразователи 7, 8 и 9 через аттенюаторы 14, 15 и 16 связаны с детекторами 17, 18 и 19. Выходы последних через дифференциальные каскады 20 и

0 21 соединены со входами диффёренциального каскада 22, выход которого связан с регистратором 23.

Анизотропия коэффициента поглощения ультразвука и его скорости описываются универсальной функцией

oi(&)a + с cosG + Ь ,

где & - угол между волновым вектором -и директором (единичным вектором преимущественной ориентации молекул); С1,Ь,С-- коэффи-диенты угловой эависимости.

Значения коэффициентов О , Ь , с могут быть определены по значениям измеряемого акустического параметра для дискретного набора углов ориентации волноззого вектора относительно директора.

Способ определения анизотропии коэффициента поглощения ультразвука осуществляется следующим образом.

Помещают жидкий кристалл 2 в камер 1, замыкают ключ 10, пропускают ультразвуковые импульсы по направлению, образующему с направлением магнитного поля угол 90°, преобразуют принятые ультразвуковые колебания в.перемвччное напряжение и определяют коэффициент С1-(i W2}. Затем замыкают ключ И, пропускают ультразвуковые импульсы по двум направлениям О и 90° и определяют разность напряжений для этих направлений, по которой находят сумму коэффициентов

t+c--t«i(o)-J.(it/i)

Затем замыкают ключ 12, пропускают ультразвуковые импульсы в трех направлев иях О, 45 и 90°, определяют последовательные разности напряжений для этих направлений и находят коэф - |..„о,-.с).1-Ч)

Найденные коэффициенты определяют анизотропию коэффициента поглощения ультразвука в жидком кристалле.

Использование способа позволяет повысить точность и упростить процесс измерений, так как при этом не требуется изменять ориентацию жидког кристалла, чем устраняется необходимость вращения мощного магнита.

Способ позволяет аналогичным образом определять угловую зависимость скорости распространения ультразвука в жидком кристалле. При этом регистрируемым акустическим параметром является частота автоколебаний.

Формула изобретения

Способ определения анизотропии коэффициента поглощения ультразвука в жидких кристаллах, заключающийся в том, что жидкий кристалл помещают в камеру, устанавливают камеру в магнитное поле и пропускают ультразвуковые колебания через жидкий кристалл, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса измерения, ультразвуковые колебания пропускают в нескольких направлениях в угловом интервале от О до 90°относительно направления магнитного поля, измеряют разность напряжений на соседних направлениях, а анизотропию коэффициента поглощения ультразвука определяют по величине последовательных разностей этих напряжений.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе.

1. К. Miyno, T.B.Ketlerson Phys.

Rev. A, 2f vol.12, 1975 (прототип).

V-/ I /гТ /Z7j